Receptor adrenérgico

Qué es un receptor adrenérgico

El adjetivo adrenérgico describe lo relativo a la adrenalina y a las vías nerviosas que la emplean como mensajero; el diccionario dedica una entrada propia a ese término y a su etimología. El receptor adrenérgico es, en concreto, la proteína sobre la que actúan la adrenalina y la noradrenalina: ambas moléculas encajan en el mismo bolsillo de unión, aunque con afinidades distintas según el subtipo de receptor y el tejido.

Historia del concepto

La primera prueba experimental de que la adrenalina actuaba sobre algo concreto, y no de manera difusa sobre el tejido, llegó en 1906. Henry Dale observó que ciertos alcaloides del cornezuelo de centeno bloqueaban el efecto de la adrenalina sobre la presión arterial sin anularlo del todo: el vaso sanguíneo seguía respondiendo, pero de forma distinta, como si la llave hubiera dejado de encajar en la cerradura. Aquel experimento fue la primera evidencia de que existía un receptor.

En 1933, Walter Cannon y Arturo Rosenblueth propusieron que un mismo mediador simpático podía producir efectos opuestos según el órgano, una idea que bautizaron como sympathin E (excitador) y sympathin I (inhibidor). Quince años después, en 1948, el farmacólogo Raymond Ahlquist resolvió el enigma de otra manera: no había dos mediadores, sino dos tipos de receptor. Probó seis aminas simpaticomiméticas sobre la pupila, el corazón, el intestino y el útero, y observó que el orden de potencia de esas seis sustancias cambiaba de un tejido a otro. De esa observación nació la división en receptores alfa y beta. El artículo, publicado en el American Journal of Physiology, fue rechazado en un primer envío y tardó años en ser aceptado por la comunidad científica.

De la teoría a la molécula

Durante décadas el receptor adrenérgico siguió siendo, como el resto de receptores, una entidad inferida a partir de su efecto. Eso cambió a partir de 1968, cuando Robert Lefkowitz empezó a marcar hormonas con yodo radiactivo para poder rastrear físicamente dónde se unían en la célula. En la década de 1980 se incorporó a su laboratorio Brian Kobilka, que logró aislar el gen del receptor beta-2 adrenérgico. Al analizar su secuencia, el equipo descubrió algo inesperado: el gen se parecía al de la rodopsina, la proteína que capta la luz en la retina. De ahí surgió la idea de que existía una familia entera de receptores con la misma arquitectura, hoy conocida como receptores acoplados a proteínas G. En los años siguientes, el propio equipo de Lefkowitz clonó los genes de la mayoría de los subtipos adrenérgicos restantes. El trabajo conjunto de ambos científicos recibió el Premio Nobel de Química en 2012.

Estructura y mecanismo general

Como el resto de receptores acoplados a proteínas G, el receptor adrenérgico atraviesa la membrana celular en siete tramos. Cuando la adrenalina o la noradrenalina se unen a su cara externa, la proteína cambia de forma y activa, en su cara interna, una proteína G asociada. Esa proteína G es la que decide, según su tipo, si la respuesta final consiste en activar o frenar una enzima concreta, y de ahí la diferencia de efecto entre las familias alfa y beta. Los detalles de esa vía, junto con la distribución de cada subtipo por el organismo, se desarrollan en las entradas dedicadas a cada familia.

Clasificación

Los receptores adrenérgicos se dividen en dos familias, alfa y beta, cada una con varios subtipos identificados primero por criterios farmacológicos y más tarde confirmados mediante clonación génica. El receptor alfa adrenérgico agrupa los subtipos alfa-1 y alfa-2. El receptor beta adrenérgico agrupa los subtipos beta-1, beta-2 y beta-3. Ambas entradas recogen su historia particular, su mecanismo molecular y su distribución por los tejidos.

Diferenciación

El sistema nervioso autónomo cuenta con otra gran familia de receptores, los colinérgicos, activados por la acetilcolina en lugar de por las catecolaminas; el diccionario recoge una entrada propia sobre ellos. Ambos sistemas, adrenérgico y colinérgico, conviven en el mismo organismo y con frecuencia ejercen efectos contrapuestos sobre un mismo órgano, un equilibrio que corresponde al sistema nervioso autónomo en su conjunto.

Preguntas frecuentes

¿Qué demostró el experimento de Henry Dale con el cornezuelo de centeno?

En 1906, Dale comprobó que ciertos alcaloides del cornezuelo alteraban la respuesta de un vaso sanguíneo a la adrenalina sin anularla del todo. Fue la primera prueba experimental de que existía un receptor sobre el que actuaba la hormona, y no una acción difusa sobre el tejido.

¿En qué año se propuso la división en receptores alfa y beta?

En 1948, en un artículo de Raymond Ahlquist basado en la respuesta de la pupila, el corazón, el intestino y el útero a seis aminas simpaticomiméticas distintas.

¿Los receptores alfa y beta son estructuralmente parecidos?

Sí. Ambos pertenecen a la superfamilia de receptores acoplados a proteínas G y comparten la arquitectura de siete tramos transmembrana. Lo que distingue a cada subtipo es la proteína G a la que se acoplan por dentro de la célula, no su forma general.

¿Qué relación tiene este receptor con el Premio Nobel de Química de 2012?

Robert Lefkowitz y Brian Kobilka recibieron el premio por sus estudios sobre los receptores acoplados a proteínas G, una investigación que arrancó precisamente con el aislamiento del gen del receptor beta-2 adrenérgico en la década de 1980.

Referencias

1. Manual MSD, versión para profesionales. Generalidades sobre el sistema nervioso autónomo.
2. Bylund DB. Alpha- and beta-adrenergic receptors: Ahlquist's landmark hypothesis of a single mediator with two receptors. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 2007.
3. The Nobel Prize. The Nobel Prize in Chemistry 2012, comunicado de prensa.
4. Howard Hughes Medical Institute. HHMI's Robert Lefkowitz Awarded 2012 Nobel Prize in Chemistry.