Receptores muscarínicos: qué son y qué funciones tienen
Los receptores muscarínicos son receptores sensibles a la acetilcolina que han sido relacionados con diversas enfermedades neurodegenerativas, en especial la enfermedad de Alzheimer y la de Parkinson.
Se han identificado hasta cinco tipos diferentes de estos receptores y los genes implicados en su codificación. A continuación veremos un poco más a fondo donde se pueden encontrar los receptores muscarínicos y qué funciones desempeñan.
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¿Qué son los receptores muscarínicos?
Los receptores muscarínicos son unos receptores de la acetilcolina que forman complejos con proteínas G en las membranas de ciertas neuronas y otras células del sistema nervioso. Cumplen con diversas funciones, siendo los principales receptores estimulados por la acetilcolina liberada por las fibras posganglionares en el sistema nervioso parasimpático.
Se llaman muscarínicos porque son más sensibles a la muscarina que a la nicotina, a diferencia de su contraparte los receptores nicotínicos, los cuales son muy importantes en el sistema nervioso autónomo. Muchas sustancias, como por ejemplo la escopolamina y la pilocarpina, influyen sobre estos dos tipos de receptores activándolos como agonistas o antagonistas selectivos.
Funciones y localización
Los receptores muscarínicos se encuentran en varios lugares del cuerpo, tanto órganos como tejidos, y dentro del sistema nervioso central. Entre los tejidos más destacables en donde se pueden encontrar estos receptores tenemos el músculo liso y el tejido cardíaco, además de algunas glándulas exocrinas.
En el cerebro, los receptores de este tipo se encuentran en las terminales sinápticas, regulando la liberación de neurotransmisores, tanto procedentes de receptores propios como los de otras neuronas.
La acetilcolina es un neurotransmisor que se puede encontrar en el cerebro, aunque también se encuentra en otras partes del cuerpo como las uniones neuromusculares y los ganglios. En el caso de los receptores muscarínicos, estos cumplen las siguientes funciones.
1. Receptores de recuperación
La acetilcolina es siempre usada como el neurotransmisor dentro del ganglio autonómico. Los receptores nicotínicos de la neurona postganglionar son los responsables de la despolarización inicial rápida de la neurona.
Tras este proceso, se da una hiperpolarización de la neurona, seguida de una despolarización lenta, la cual supone un período de recuperación para la neurona postganglionar. Este proceso es mediado por los receptores muscarínicos M1 y M2.
2. Neuronas postganglionares
Los receptores muscarínicos se encuentran presentes en la unión de los tejidos inervados y las neuronas postganglionares del sistema parasimpático, dado que en este subsistema de sistema autónomo también se encuentra la acetilcolina.
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3. Tejido inervado
Algunas partes del sistema simpático usan receptores colinérgicos. Es el caso de las glándulas sudoríparas, cuyos receptores son de tipo muscarínico.
En el sistema nervioso somático, en las uniones neuromusculares se usan receptores nicotínicos para la acetilcolina.
Tipos de receptores muscarínicos
Los receptores muscarínicos pertenecen al grupo de los receptores metabotrópicos que usan proteínas G como mecanismo para dar señal. En estos receptores, la molécula o ligando utilizado para dar la señal se une al receptor, el cual tiene siete regiones transmembranales. En el caso de los receptores muscarínicos, el ligando es la acetilcolina.
Se han descubierto hasta cinco tipos diferentes de receptores muscarínicos, los cuales reciben el nombre de “M” seguido de un número entre el 1 y el 5. Los receptores M1, M3 y M5 se acoplan a proteínas Gq, mientras que M2 y M4 lo hacen con proteínas Gi/o.
Estudiando los cromosomas, los genetistas y biólogos moleculares han descubierto cinco genes que están implicados en la codificación de los receptores muscarínicos, siendo denominados de la misma manera que los receptores pero con la letra “m” en minúscula. Los genes m1, m2, m3 y m4 codifican para los receptores muscarínicos M del 1 al 4. M5 es un tipo de subtipo de receptor que todavía no se ha podido detectar farmacológicamente.
1. Receptor M1
Este receptor se encuentra mediando el potencial postsináptico excitatorio (ESPS) lento del ganglio en el nervio postganglionar. Es común en las glándulas exocrinas y en el sistema nervioso central. Se encuentra mayormente ligado a proteínas de tipo Gq.
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2. Receptor M2
Los receptores M2 se encuentran en el corazón, donde se encargan de enlentecer el latido cardíaco, manteniéndolo por debajo del ritmo normal. Esto lo hacen disminuyendo la velocidad de la despolarización.
En los seres humanos, cuando estamos descansando, la actividad vagal domina sobre la simpática. Si se inhibe a los receptores M2, entonces el latido cardíaco incrementa.
3. Receptor M3
El receptor M3 puede encontrarse en varios lugares del cuerpo. Se encuentran en los músculos encargados de la contracción de los capilares sanguíneos y también en los pulmones. Al igual que con los receptores M1, los M3 son proteínas de tipo Gq.
4. Receptor M4
El receptor M4 se encuentra fundamentalmente en el sistema nervioso central y tiene funciones inhibitorias. Si se estimulan con agonistas muscarínicos, pueden provocarse broncoespasmos.
5. Receptor M5
La ubicación de los receptores M5 no es conocida del todo. Al igual que con los receptores M1 y M3, el M5 se acopla a proteínas Gq.
Importancia clínica
Se conocen diferentes funciones cerebrales en las que la acetilcolina y sus receptores, entre ellos los muscarínicos, se ven implicados. Esto es posible observarlo en algunas patologías, relacionadas con alteraciones en la transmisión colinérgica, siendo destacable el caso de enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer o la de Parkinson.
En 1976 se conoció la primera anomalía bioquímica asociada con la enfermedad de Alzheimer. Se vio que en el hipocampo y la corteza cerebral de los pacientes la enzima colina acetiltransferasa (CAT) se presentaba en niveles muy por debajo de lo normal. Esta enzima cataliza la síntesis de acetilcolina a partir de sus sustancias precursoras: colina y acetilcoenzima A.
Enfermedad de Alzheimer
Que se dé una menor actividad de la CAT viene a indicar que se está dando una pérdida de las terminales nerviosas colinérgicas que liberan acetilcolina en regiones cerebrales que, una vez se van degenerando, se asocian con los síntomas propios del Alzheimer. Las regiones de mayor déficit son el núcleo basal de Meynert y los lóbulos temporales.
En el caso de esta enfermedad en particular, el receptor M2 y los receptores nicotínicos, que también son sensibles a la acetilcolina, se encuentran alterados, mientras que el M1, que se encuentra presente en el hipocampo, más o menos se conserva. Otros neurotransmisores también se encuentran involucrados en la enfermedad de Alzheimer, como lo son la serotonina, el glutamato, el GABA, la norepinefrina y la somatostatina.
Anomalías bioquímicas con respecto a la acetilcolina en el hipocampo se han relacionado con el síntoma más conocido de la enfermedad: la pérdida de memoria. Las terminales colinérgicas del hipocampo son muy importantes para la formación de la memoria y, por lo tanto, los defectos cognitivos de la enfermedad se relacionan con problemas en la función de los receptores muscarínicos en esta región y la síntesis del neurotransmisor.
Referencias bibliográficas:
- Eglen RM (July 2006). "Muscarinic receptor subtypes in neuronal and non-neuronal cholinergic function". Autonomic & Autacoid Pharmacology. 26 (3): 219–33. doi:10.1111/j.1474-8673.2006.00368.x.
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- Caulfield MP, Birdsall NJ (June 1998). "International Union of Pharmacology. XVII. Classification of muscarinic acetylcholine receptors". Pharmacological Reviews. 50 (2): 279–90.