Tipos de receptores colinérgicos

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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.
  • 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.
  • 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.

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