RECEPTORS ADRENÈRGICS: LOCALITZACIÓ, FUNCIONS I CLASSIFICACIÓ - BIOLOGIA - 2025

Els receptors adrenèrgics són molècules proteiques ubicades a les membranes de les cèl·lules sobre les quals les catecolamines adrenalina (A) i noradrenalina (NA) exerceixen els seus efectes. El seu nom deriva de el nom de la primera d'aquestes substàncies, l'adrenalina.

Adrenalina és al seu torn el nom amb què es coneix des del segle XIX a una substància facilitadora de les respostes orgàniques relacionades amb les reaccions de lluita o fugida, i la qual es va descobrir que era elaborada i secretada per cèl·lules a la medul·la d'unes petites glàndules situades en el pol superior de cada ronyó.

Rutes de senyalització dels receptors adrenèrgics (Font: Sven Jähnichen. Partially translated by Mikael Häggström / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) via Wikimedia Commons)

Per les seves relacions anatòmiques amb el ronyó a aquestes glàndules se'ls va cridar "suprarenals", per indicar la seva posició a la part superior dels ronyons, o també adrenals, per indicar la seva proximitat o relació de contigüitat amb aquests òrgans.

Encara que l'etimologia de el grec "epi" (sobre) i "nefros" (ronyó) no va tenir molta influència per a la denominació de les glàndules, sí que va tenir la seva repercussió per a la denominació de les substàncies esmentades que també es coneixen com epinefrina i norepinefrina.

Van ser, però, els vocables llatins els que van prevaler com arrels per establir la nomenclatura de tots els factors associats amb aquestes dues substàncies, i per això es parla de cèl·lules, fibres, sistemes o receptors adrenèrgics o noradrenèrgics, i no epinefrinérgicos o norepinefrinérgicos.

Els receptors adrenèrgics pertanyen a la classe de receptors metabotròpics acoblats a proteïna G heterotrimèrica. Són llargues proteïnes integrals que s'estenen des de l'exterior de la cèl·lula i posseeixen 7 segments α-hèlix que travessen successivament el gruix de la membrana, formen nanses per fora i per dins de la mateixa i acaben en un extrem citoplasmàtic.

Localització dels receptors adrenèrgics

Els receptors adrenèrgics es localitzen en el sistema nerviós central i en molts dels components viscerals de l'organisme.

En el sistema nerviós central

En el sistema nerviós central (SNC) es localitzen a les membranes postsinàptiques de les sinapsis formades per les terminacions d'axons que s'originen en nuclis cel·lulars adrenèrgics o noradrenèrgics de la tija cerebral.

Exceptuant els receptors β3, tots els tipus de receptors adrenèrgics descrits fins al moment han estat identificats en el sistema nerviós central, especialment en les àrees terminals de les projeccions noradrenèrgiques originades al locus coeruleus, incloent el tàlem òptic, l'hipotàlem, el sistema límbic i l'escorça cerebral.

en vísceres

Quant als receptors adrenèrgics viscerals, són de diversos tipus i es localitzen en la seva major part en les membranes de les cèl·lules efectores viscerals sobre les quals acaben els axons postganglionars de la divisió simpàtica de el sistema nerviós autònom, alliberadors principalment de noradrenalina.

S'inclouen aquí components de sistema cardiovascular, com les cèl·lules de sistema d'excitació-conducció de el cor i el miocardi de treball tant auricular com ventricular, així com també el múscul llis arteriolar de gots en pell i mucoses, regió abdominal, múscul esquelètic, circulació coronària, venes, teixit erèctil d'òrgans sexuals i cervell.

tracte gastrointestinal

El tracte gastrointestinal posseeix receptors adrenèrgics en els seus musculatures longitudinal i circular responsables dels moviments peristàltics, i també a nivell dels esfínters.

Són expressats per les cèl·lules hepàtiques i les cèl·lules α i β dels illots de Langerhans de el pàncrees, associades aquestes últimes amb la producció i alliberament de glucagó i insulina, respectivament.

Sistema genitourinari

Pel que fa a sistema genitourinari, es detecta la seva presència a les cèl·lules yuxtaglomerulares i en les cèl·lules tubulars de ronyó, en el múscul detrusor i en el trígon de la bufeta (esfínter intern), en les vesícules seminals, la pròstata, el conducte deferent i l'úter.

Estan presents també en altres estructures com el múscul dilatador de la pupil·la, la musculatura llisa traqueo-bronquial, els músculs piloerectores de la pell, les glàndules salivals de secreció mucosa com la submaxil·lar, la glàndula pineal i el teixit adipós.

Alguns d'aquests receptors es troben també ubicats sobre cèl·lules viscerals en àrees allunyades de terminacions simpàtiques i que no són, per tant, estimulats per la noradrenalina, principal substància alliberada per aquestes terminacions, sinó per l'adrenalina, principal substància alliberada per la medul·la suprarenal i que actua com a hormona.

funcions

Els receptors adrenèrgics intervenen els efectes que el sistema nerviós simpàtic desencadena en els diferents components efectors viscerals sobre els quals actua modificant el seu nivell d'activitat.

Aquests efectes són tan variats com variada és la seva distribució en el component visceral i variats són els diferents tipus i subtipus de receptors presents en cada teixit de el cos.

Les funcions s'associen a les respostes desencadenades en els efectors per l'activació dels receptors adrenèrgics quan aquests s'uneixen als seus lligands (adrenalina o noradrenalina).

Aquestes respostes inclouen la contracció o la relaxació del múscul llis (depenent de el sector visceral considerat), la secreció o inhibició de secreció de substàncies i algunes accions metabòliques com la lipòlisi o la glicogenòlisi.

Classificació dels receptors adrenèrgics

S'han utilitzat criteris farmacològics per fer la seva identificació i classificació. Un d'ells consisteix a determinar l'efectivitat relativa de dosis equimolars de substàncies que reprodueixin (simpaticomimètiques) els efectes de l'activació dels diferents tipus de receptors, mentre que l'altre utilitza substàncies simpaticolíticas per produir el bloqueig d'aquests efectes.

Amb aquests procediments, al costat d'altres com la determinació de les seves estructures moleculars i la clonació dels seus gens, s'ha aconseguit determinar l'existència de dos grans categories de receptors adrenèrgics:

- els receptors alfa (α) i

- els receptors beta (β).

Dels primers s'han identificat dos subtipus: α1 i α2, i dels segons els subtipus β1, β2 i β3.

Tant la noradrenalina com l'adrenalina posseeixen la mateixa intensitat d'efectes sobre els receptors α1 i β3. La noradrenalina posseeix efectes més intensos que l'adrenalina sobre els receptors β1; mentre que l'adrenalina és més potent que la noradrenalina sobre els α2 i β2.

- Receptors adrenèrgics alfa

receptors α1

Aquests receptors es troben en el múscul llis de la major part dels llits vasculars, en els esfínters de l'tracte gastrointestinal i en l'esfínter intern de la bufeta, en el múscul dilatador de la pupil·la, en el múscul piloerector, en les vesícules seminals, la pròstata, el conducte deferent, en la glàndula salival submaxil·lar i en els túbuls renals.

L'activació de tots aquests efectors depèn de el nivell de calci (Ca2 +) citosòlic, que al seu torn depèn del seu alliberament des del seu lloc d'emmagatzematge en el reticle sarcoplásmico; alliberament que es dóna quan s'obren uns canals de calci activats per una molècula anomenada inositol trifosfat o IP3.

Els receptors α1 estan acoblats a una proteïna G anomenada Gq, amb tres subunitats: αq, β i γ.

A l'ésser activat el receptor per la seva lligant es dissocia la proteïna en un component βγ i un αq, el qual activa a l'enzim fosfolipasa. Aquesta produeix diacilglicerol a partir d'inositol difosfat (PIP2) membranal. El diacilglicerol activa a la proteïna quinasa C i IP3, que afavoreix la sortida de calci a l'citoplasma.

receptors α2

S'ha descrit la seva presència a la musculatura longitudinal i circular de l'tracte gastrointestinal, on actuen inhibint la seva motilitat. Es localitzen també en les cèl·lules β pancreàtiques on inhibeixen la secreció d'insulina.

S'expressen també com autorreceptores a nivell de la membrana presinàptica de les varicositats noradrenèrgiques de l'simpàtic, on són activats per la noradrenalina alliberada i actuen com un mecanisme de retroalimentació negativa inhibint la secreció ulterior de l'neurotransmissor.

Els receptors α2 funcionen acoblats a una proteïna Gi, anomenada així perquè el seu subunitat alfa (αi), a l'separar-se de l'complex βγ produeix una inhibició de l'adenilciclasa i redueix els nivells d'AMPc intracel·lulars, amb la qual cosa es redueix l'activitat de la proteincinasa A (PKA). D'allí l'efecte inhibidor d'aquests receptors.

- Receptors adrenèrgics beta

receptors β1

Es localitzen a nivell de les cèl·lules marcapàs de el node sinoauricular, així com en el sistema de conducció de l'excitació cardíaca i en el miocardi contràctil, en les localitzacions promouen increments de la freqüència (cronotropisme +), de la velocitat de conducció (dromotropismo +), de la força de contracció (inotropismo +) i de la velocitat de relaxació (lusotropismo +) cardíaques.

S'han descrit també a la musculatura de l'tracte gastrointestinal (a la qual inhibeixen) i en les cèl·lules de l'aparell juxtaglomerular de ronyó (en on promouen la secreció de renina).

Tots els receptors de tipus beta (β1, β2 i β3) estan acoblats a proteïna Gs. El subíndex "s" fa referència a l'activitat estimuladora de l'enzim adenilciclasa, que es desencadena quan el receptor interactua amb el seu lligant alliberant la subunitat αs.

L'AMPc activa la PKA i aquesta s'encarrega de fosforilar proteïnes com canals, bombes o enzims que intervenen les respostes als receptors.

receptors β2

S'han posat de manifest a nivell de l'múscul llis ubicat a les arterioles de l'múscul esquelètic, en el múscul detrusor de la bufeta, a l'úter i en la musculatura traqueobronquial induint en tots ells relaxació.

Esquema de l'estructura cristal·lina d'un receptor adrenèrgic de l'tipus beta 2 (Font: S. Jähnichen / Public domain via Wikimedia Commons)

També s'expressen en la glàndula pineal (on promouen la síntesi de melatonina), al fetge (on promouen la glicòlisi i la gluconeogènesi) i en les cèl·lules de el teixit adipós (on promouen la lipòlisi i l'alliberament a la sang d'àcids grassos lliures).

receptors β3

Aquests són els últims en haver estat identificats. Com ja esmentés anteriorment, la seva presència no es dóna en el sistema nerviós central, sinó que es restringeix a la perifèria de l'organisme, on es localitzen exclusivament a nivell de les cèl·lules de el teixit adipós marró i estan involucrats directament en la producció de calor mitjançant el catabolisme lipídic en aquest teixit.

referències

1. Ganong WF: Neurotransmitters and Neuromodulators, in: Review of Medical Physiology, 25th ed. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. Guyton AC, Hall JE: The Autonomic Nervous System and the Adrenal Medulla, in: Textbook of Medical Physiology, 13th ed; AC Guyton, JE Hall (eds). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
3. Jänig W: Vegetatives Nervensystem, in: Physiologie donis Menschen mit Pathophysiologie, 31 th ed; RF Schmidt et a l'(eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
4. Seller H: Neurovegetative Regulationen, in: Physiologie, 6th ed; R Klinke et a l'(eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Siegelbaum SA, Clapham DE, Schwartz JH: Modulation of Synaptic Transmission: Second Messengers, In: Principles of Neural Science, 5th ed; I Kandel et a l'(eds). New York, McGraw-Hill, 2013.