Receptores Postsinápticos e Integración Sináptica

Los receptores postsinápticos son las proteínas en la célula diana que detectan el neurotransmisor liberado y convierten su unión en una respuesta fisiológica. Se dividen en dos clases amplias: receptores ionotrópicos, que son canales iónicos regulados por ligando que actúan en milisegundos, y receptores metabotrópicos, que se acoplan a proteínas G y actúan más lentamente a través de segundos mensajeros. Las propiedades de estos receptores determinan el signo, el tamaño y el curso temporal de la señal postsináptica.

Definition

Un receptor de neurotransmisores postsináptico es una proteína de membrana que se une a un transmisor específico y transduce esa unión ya sea abriendo directamente un canal iónico (ionotrópico) o activando cascadas de señalización intracelular a través de proteínas G (metabotrópico), cambiando así la excitabilidad o la bioquímica de la célula diana.

Scope

Este tema cubre las principales familias de receptores de neurotransmisores, la distinción entre la señalización ionotrópica y metabotrópica, cómo el tipo de receptor establece el efecto excitatorio o inhibitorio, y cómo los potenciales resultantes son sumados por la neurona postsináptica. Se presenta como antecedentes de fisiología y farmacología, no como guía de tratamiento.

Core questions

• ¿Qué distingue a los receptores ionotrópicos de los metabotrópicos?
• ¿Cómo determina el tipo de receptor si una sinapsis es excitatoria o inhibitoria?
• ¿Cómo las cinéticas de los receptores moldean el potencial postsináptico?
• ¿Cómo se integran múltiples entradas sinápticas en la neurona postsináptica?

Key concepts

• Receptores ionotrópicos (regulados por ligando)
• Receptores metabotrópicos (acoplados a proteínas G)
• Receptores de glutamato (AMPA, NMDA, kainato)
• Receptores GABA y de glicina
• Receptores de acetilcolina, dopamina y serotonina
• Segundos mensajeros y transducción de señales
• Desensibilización del receptor
• Integración y sumación sináptica

Key theories

Transducción ionotrópica versus metabotrópica

La transmisión rápida utiliza canales iónicos regulados por ligando que se abren en milisegundos, mientras que la transmisión moduladora más lenta utiliza receptores acoplados a proteínas G que actúan a través de segundos mensajeros; el mismo transmisor puede actuar a través de ambas clases.

Mechanisms

Cuando el transmisor se une a un receptor ionotrópico, el canal intrínseco del receptor se abre, permitiendo el flujo de iones que despolariza o hiperpolariza la membrana en milisegundos; los canales AMPA y NMDA regulados por glutamato median la excitación rápida, mientras que los canales de cloruro regulados por GABA y glicina median la inhibición rápida. Los receptores metabotrópicos, en cambio, activan proteínas G que modulan enzimas y canales iónicos a través de segundos mensajeros, produciendo efectos más lentos y duraderos, como se observa en muchos receptores de dopamina y acetilcolina muscarínicos. La neurona postsináptica suma los potenciales excitatorios e inhibitorios generados a través de sus dendritas y soma en el espacio y el tiempo, y el potencial de membrana neto en la zona de disparo determina si se dispara un potencial de acción.

Clinical relevance

Los receptores de neurotransmisores se encuentran entre los objetivos farmacológicos más comunes en medicina y son el sitio de acción de muchos agentes neuroactivos y psicoactivos, porque los agonistas y antagonistas pueden imitar o bloquear los efectos del transmisor. Esta entrada describe la fisiología de los receptores en la que actúan dichos agentes y está destinada a ser un antecedente de referencia en lugar de un consejo de prescripción o diagnóstico.

History

La clasificación farmacológica de los receptores por sus agonistas y antagonistas selectivos, iniciada en el siglo XX, dio paso a la clonación molecular que reveló la composición de subunidades y la estructura de las familias de receptores. El trabajo fisiológico comparativo estableció la división ionotrópica-metabotrópica, y las revisiones estructurales y funcionales detalladas de los receptores de glutamato y dopamina consolidaron el mapa moderno de receptores.

Key figures

• Roger Nicoll
• Robert Malenka
• Stephen Traynelis

Seminal works

• nicoll-1990
• traynelis-2010
• beaulieu-2011

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre un receptor ionotrópico y uno metabotrópico?

Un receptor ionotrópico es en sí mismo un canal iónico que se abre cuando se une el transmisor, produciendo una respuesta rápida, mientras que un receptor metabotrópico señaliza indirectamente a través de proteínas G y segundos mensajeros, produciendo efectos más lentos y moduladores.

¿Cómo puede el mismo neurotransmisor ser excitatorio en una sinapsis e inhibitorio en otra?

El efecto depende del receptor y de los iones que admite, no solo del transmisor; por ejemplo, el glutamato que actúa sobre receptores permeables a cationes excita, mientras que el GABA que actúa sobre receptores permeables a cloruro típicamente inhibe.