Los receptores colinérgicos son una clase de receptores que responden al neurotransmisor acetilcolina (ACh). Estos receptores juegan un papel crucial en el sistema nervioso central y periférico, mediando una amplia gama de funciones fisiológicas. Los receptores colinérgicos se dividen en dos principales tipos: muscarínicos y nicotínicos.
Tipos de Receptores Colinérgicos
Receptores Muscarínicos (mAChR):
Los receptores muscarínicos son una clase de receptores colinérgicos que responden al neurotransmisor acetilcolina. Estos receptores son proteínas acopladas a la proteína G y se encuentran en varios tejidos del cuerpo, desempeñando funciones importantes en el sistema nervioso central y periférico.
Subtipos de Receptores Muscarínicos
- M1 (Muscarínico 1):
- Localización: Sistema nervioso central, glándulas gástricas, y glándulas salivares.
- Función: Participan en la modulación cognitiva y memoria; promueven la secreción de ácido gástrico y saliva.
- M2 (Muscarínico 2):
- Localización: Corazón, músculo liso, y sistema nervioso central.
- Función: Disminuyen la frecuencia cardíaca y la contractilidad cardíaca; inhiben la liberación de neurotransmisores en el sistema nervioso central.
- M3 (Muscarínico 3):
- Localización: Glándulas exocrinas, músculo liso de los bronquios, tracto gastrointestinal, vejiga, y vasos sanguíneos.
- Función: Estimulan la secreción glandular (saliva, sudor, lágrimas); contraen el músculo liso; promueven la secreción de insulina; causan vasodilatación mediada por óxido nítrico.
- M4 (Muscarínico 4):
- Localización: Sistema nervioso central.
- Función: Moduladores de la neurotransmisión, involucrados en funciones cognitivas y motoras.
- M5 (Muscarínico 5):
- Localización: Sistema nervioso central y vasos sanguíneos, especialmente en el cerebro.
- Función: Participan en la regulación de la dilatación de los vasos sanguíneos cerebrales y en funciones cognitivas.
Mecanismos de Acción
- M1, M3, M5:
- Proteína G: Acoplados a proteínas Gq.
- Mecanismo: Activan la fosfolipasa C (PLC), que hidroliza el fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP2) en inositol trifosfato (IP3) y diacilglicerol (DAG).
- IP3: Libera calcio de los almacenes intracelulares, aumentando la concentración de calcio intracelular.
- DAG: Activa la proteína quinasa C (PKC), que participa en diversas vías de señalización intracelular.
- M2, M4:
- Proteína G: Acoplados a proteínas Gi/o.
- Mecanismo: Inhiben la adenilil ciclasa, reduciendo los niveles de AMP cíclico (cAMP) y, por lo tanto, disminuyendo la actividad de la proteína quinasa A (PKA). También activan canales de potasio, lo que lleva a la hiperpolarización de la membrana celular y disminuye la excitabilidad neuronal.
Funciones y Efectos Fisiológicos
- Sistema Nervioso Central:
- M1, M4, M5: Involucrados en la modulación cognitiva, memoria y aprendizaje.
- M2: Regulan la liberación de neurotransmisores y modulan la excitabilidad neuronal.
- Corazón:
- M2: Disminuyen la frecuencia cardíaca (bradicardia) y la contractilidad miocárdica, promoviendo la relajación del corazón.
- Músculo Liso y Glándulas:
- M3:
- Músculo Liso: Provocan la contracción del músculo liso en los bronquios, tracto gastrointestinal y vejiga, lo que facilita la broncoconstricción, la motilidad gastrointestinal y la micción.
- Glándulas Exocrinas: Aumentan la secreción de saliva, sudor, y lágrimas.
- Vasos Sanguíneos: Causan vasodilatación mediante la liberación de óxido nítrico en las células endoteliales vasculares.
- M3:
- Ojos:
- M3: Causan contracción del músculo ciliar y del músculo del esfínter del iris, resultando en miosis (constricción de la pupila) y acomodación para la visión cercana.
Aplicaciones Clínicas y Farmacológicas
- Agonistas Muscarínicos:
- Pilocarpina: Utilizada en el tratamiento del glaucoma y el síndrome de Sjögren para aumentar la producción de humor acuoso y saliva, respectivamente.
- Betanecol: Utilizado para tratar la retención urinaria al estimular la contracción de la vejiga.
- Antagonistas Muscarínicos:
- Atropina: Utilizada para aumentar la frecuencia cardíaca en bradicardia, dilatar las pupilas en procedimientos oftalmológicos y reducir la secreción salival y bronquial antes de la cirugía.
- Ipratropio y Tiotropio: Utilizados para tratar la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y el asma, al causar broncodilatación.
- Oxitropio: Usado para controlar la vejiga hiperactiva al reducir la contracción del músculo detrusor de la vejiga.
Resumen de los Receptores Muscarínicos
Subtipo | Localización Principal | Funciones Principales | Mecanismo de Señalización |
---|---|---|---|
M1 | SNC, glándulas gástricas y salivares | Memoria, aprendizaje, secreción gástrica y salival | Activación de PLC, ↑ IP3 y DAG |
M2 | Corazón, músculo liso, SNC | Disminución de la frecuencia cardíaca, inhibición de neurotransmisores | Inhibición de adenilil ciclasa, ↓ cAMP, activación de canales de K+ |
M3 | Glándulas exocrinas, músculo liso, vasos sanguíneos | Secreción glandular, contracción del músculo liso, vasodilatación | Activación de PLC, ↑ IP3 y DAG |
M4 | SNC | Modulación de neurotransmisores y funciones cognitivas | Inhibición de adenilil ciclasa, ↓ cAMP |
M5 | SNC, vasos sanguíneos | Regulación de la dilatación vascular cerebral, funciones cognitivas | Activación de PLC, ↑ IP3 y DAG |
Receptores Nicotínicos (nAChR):
Los receptores nicotínicos son una clase de receptores colinérgicos que responden al neurotransmisor acetilcolina y a la nicotina. Estos receptores son canales iónicos ligando-dependientes que, al activarse, permiten el paso de iones a través de la membrana celular, lo que resulta en despolarización y la generación de potenciales de acción. Los receptores nicotínicos se encuentran tanto en el sistema nervioso central como en el periférico.
Tipos de Receptores Nicotínicos
- Receptores Nicotínicos Musculares (Nm):
- Localización: Unión neuromuscular de los músculos esqueléticos.
- Función: Media la contracción muscular voluntaria al transmitir señales del nervio motor al músculo.
- Receptores Nicotínicos Neuronales (Nn):
- Localización: Ganglios autónomos, médula suprarrenal, y sistema nervioso central.
- Función:
- Ganglios Autónomos: Facilitan la transmisión sináptica entre neuronas preganglionares y postganglionares.
- Médula Suprarrenal: Estimulan la liberación de adrenalina y noradrenalina.
- Sistema Nervioso Central: Involucrados en la modulación de la liberación de neurotransmisores y en varias funciones cognitivas.
Mecanismos de Acción
- Canales Iónicos Ligando-Dependientes:
- Descripción: Los receptores nicotínicos son canales iónicos que se abren en respuesta a la unión de acetilcolina o nicotina.
- Efectos: Permiten la entrada de iones sodio (Na+) y calcio (Ca2+), y la salida de iones potasio (K+), lo que conduce a la despolarización de la membrana celular y la generación de un potencial de acción.
- Despolarización y Transmisión de Señales:
- Unión Neuromuscular: La despolarización provoca la contracción del músculo esquelético.
- Ganglios Autónomos: La despolarización facilita la transmisión sináptica y la continuidad de la señal en el sistema nervioso autónomo.
- Médula Suprarrenal: La despolarización estimula la secreción de hormonas catecolaminas (adrenalina y noradrenalina).
Funciones y Efectos Fisiológicos
- Sistema Nervioso Central (SNC):
- Modulación de Neurotransmisores: Influencian la liberación de dopamina, serotonina, glutamato y GABA, afectando el estado de ánimo, la atención, el aprendizaje y la memoria.
- Procesos Cognitivos: Involucrados en funciones cognitivas, incluida la atención y la memoria.
- Sistema Nervioso Autónomo (SNA):
- Ganglios Simpáticos y Parasimpáticos: Facilitan la transmisión de señales en el sistema nervioso autónomo, regulando funciones involuntarias como la frecuencia cardíaca, la digestión y la secreción glandular.
- Médula Suprarrenal: Estimulan la secreción de adrenalina y noradrenalina, que preparan al cuerpo para la respuesta de “lucha o huida”.
- Unión Neuromuscular:
- Contracción Muscular: Median la contracción de los músculos esqueléticos, permitiendo el movimiento voluntario.
Aplicaciones Clínicas y Farmacológicas
- Agonistas Nicotínicos:
- Nicotina: Utilizada en terapias de reemplazo de nicotina para ayudar a dejar de fumar.
- Vareniclina: Agonista parcial del receptor nicotínico usado en el tratamiento de la dependencia de la nicotina.
- Antagonistas Nicotínicos:
- Bloqueadores Neuromusculares:
- Rocuronio, Vecuronio: Utilizados en anestesia para inducir la parálisis muscular durante la cirugía.
- Succinilcolina: Utilizada para la intubación de emergencia debido a su acción rápida.
- Mecamilamina: Antagonista nicotínico ganglionar utilizado en el tratamiento de la hipertensión.
- Bloqueadores Neuromusculares:
- Inhibidores de la Acetilcolinesterasa:
- Neostigmina, Piridostigmina: Utilizados para tratar la miastenia gravis al aumentar la concentración de acetilcolina en la unión neuromuscular.
- Donepezilo, Rivastigmina: Utilizados en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer para mejorar la neurotransmisión colinérgica en el cerebro.
Resumen de los Receptores Nicotínicos
Subtipo | Localización Principal | Funciones Principales | Mecanismo de Señalización |
---|---|---|---|
Nm | Unión neuromuscular | Contracción del músculo esquelético | Apertura de canales iónicos, despolarización |
Nn | Ganglios autónomos, médula suprarrenal, SNC | Transmisión sináptica en ganglios, liberación de adrenalina y noradrenalina, modulación de neurotransmisores | Apertura de canales iónicos, despolarización |
Funciones de los Receptores Colinérgicos
Receptores Muscarínicos:
-
- M1: Facilitan la memoria y el aprendizaje en el cerebro; promueven la secreción de ácido gástrico.
- M2: Disminuyen la frecuencia cardíaca y la contractilidad miocárdica.
- M3: Inducen la contracción del músculo liso en el tracto gastrointestinal y urinario; promueven la secreción de glándulas exocrinas como las glándulas salivales y sudoríparas; causan vasodilatación mediada por óxido nítrico.
- M4 y M5: Modulan la neurotransmisión y pueden influir en funciones cognitivas y motoras.
Receptores Nicotínicos:
-
- Nm: Median la contracción de los músculos esqueléticos, permitiendo el movimiento voluntario.
- Nn: Facilitan la transmisión de señales en los ganglios autónomos; estimulan la liberación de adrenalina y noradrenalina desde la médula suprarrenal; implicados en diversas funciones del sistema nervioso central.
Mecanismos de Acción
Receptores Muscarínicos:
-
- M1, M3, M5: Acoplados a proteínas Gq, que activan la fosfolipasa C (PLC), aumentando la producción de inositol trifosfato (IP3) y diacilglicerol (DAG), lo que lleva a la liberación de calcio intracelular y activación de la proteína quinasa C (PKC).
- M2, M4: Acoplados a proteínas Gi, que inhiben la adenilil ciclasa, disminuyendo los niveles de AMP cíclico (cAMP) y reduciendo la actividad de la proteína quinasa A (PKA). Los M2 también activan canales de potasio, hiperpolarizando la célula y disminuyendo la excitabilidad.
Receptores Nicotínicos:
-
- Nm, Nn: Al unirse a la acetilcolina, estos receptores abren canales iónicos no selectivos que permiten la entrada de Na+ y Ca2+ y la salida de K+. Esto provoca una despolarización de la membrana celular y la generación de un potencial de acción.
Aplicaciones Clínicas y Farmacológicas
- Agonistas Colinérgicos:
- Usos Terapéuticos: Tratamiento de glaucoma (pilocarpina), alivio de la xerostomía (bethanechol).
- Efectos: Incrementan la secreción glandular, contraen el músculo liso y disminuyen la frecuencia cardíaca.
- Antagonistas Colinérgicos:
- Usos Terapéuticos: Tratamiento de bradicardia (atropina), reducción de la motilidad gastrointestinal (hiosciamina), manejo de la vejiga hiperactiva (tolterodina).
- Efectos: Disminuyen las secreciones glandulares, relajan el músculo liso, aumentan la frecuencia cardíaca.
- Bloqueadores Neuromusculares:
- Usos Terapéuticos: Relajación muscular durante cirugía (rocuronio, vecuronio).
- Efectos: Inhiben la contracción muscular al bloquear los receptores Nm en la unión neuromuscular.
- Inhibidores de la Acetilcolinesterasa:
- Usos Terapéuticos: Tratamiento de la miastenia gravis (neostigmina, piridostigmina), Alzheimer (donepezilo, rivastigmina).
- Efectos: Aumentan la concentración de acetilcolina en la sinapsis, mejorando la transmisión colinérgica.