Los receptores celulares son proteínas importantes que regulan la función biológica de las células individuales, permitiendo que las células, los tejidos y los órganos perciban su entorno e incluso se influyan entre sí mediante el envío de mensajeros químicos que interactúan con los receptores de otras células. En pocas palabras, las proteínas receptoras son como sensores integrados en la membrana celular externa. Cada tipo de receptor solo puede ser activado por una molécula muy específica, un antígeno, que generalmente proviene de fuera de la célula. El antígeno se une al receptor, enviando una señal al interior de la célula. Cada receptor tiene no solo un antígeno específico que se une y activa, sino también funciones muy específicas que le dice a la célula que debe lograr. Estas funciones incluyen decirle a la célula que se prepare para dividir, aumentar o disminuir la expresión de ciertos genes, incluso apagar o encender los genes, metabolizar la glucosa (azúcar) en energía para la célula, etc.
Una vez que la señal es recibida por la unión del antígeno a su receptor, la señal pasa al interior de la célula, y luego de una molécula a otra (llamados segundos mensajeros ya que el primer mensaje proviene del receptor) dentro de la célula, en un proceso llamado transducción de señales. Cuando el mensaje químico llega finalmente a su destino, se produce una acción específica, a menudo realizada por proteínas que están químicamente influidas o modificadas para activarlas o desactivarlas. Esto es algo así como una brigada de baldes que pasa baldes de agua de una persona a otra hasta que el balde llega a su destino y cumple su acción de ayudar a apagar el fuego.
La imagen de arriba muestra estructuralmente cómo la activación del receptor y la acción de segundo mensajero concomitante permiten cambios en un proceso celular. Las hormonas a menudo actúan de esta manera para influir en las células. Un buen ejemplo de un control basado en el receptor está relacionado con el control de la glucosa, probablemente el combustible más importante proporcionado a las células a través del torrente sanguíneo. El receptor de insulina está incrustado en la membrana celular y se activa cuando una molécula de insulina, introducida en el torrente sanguíneo por el páncreas, se une a un bolsillo en el receptor de insulina que se ajusta exactamente a la insulina (pero no a otra molécula). Esto es como una llave que encaja en un candado: solo una llave con la forma exacta de insulina encajará en el bolsillo del receptor de insulina. La unión del antígeno causa cambios conformacionales (forma) que a menudo dan como resultado cambios químicos en el receptor. Por lo tanto, el receptor se activa, liberando una señal química que envía un mensaje a un segundo mensajero en la célula. Cuando la insulina se une a un receptor de insulina, se fosforila (agrega un grupo fosforado a un punto específico) en otra proteína. La proteína fosforilada reacciona químicamente con otra proteína, que a su vez interactúa con otra. La cadena de proteínas y otras moléculas que transmiten el mensaje químico se denomina vía de señalización. El resultado final de la activación del receptor de insulina por su antígeno (insulina) es que las moléculas transportadoras de glucosa (Glut4) se crean y / o mueven a la membrana celular para aumentar su número en la membrana externa de tejidos sensibles a la insulina, como células musculares y tejido adiposo Dado que el transportador de glucosa permite el transporte de glucosa desde la sangre a las células, esto significa que se puede transportar más glucosa en las células afectadas, aumentando su capacidad de captación de glucosa desde la sangre hacia estas células y tejidos.
Una alteración de este receptor, en la que se vuelve insensible, y por lo tanto no responde a la insulina, es una causa primaria de diabetes, una de las enfermedades más frecuentes y en crecimiento en los países desarrollados. Además, la mayoría de los medicamentos funcionan al efectuar receptores y sus vías de señalización.
La imagen más grande – Interacción del receptor
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Los receptores a menudo tienen muchas funciones, ya que están vinculados a más de una vía de señalización, por lo que pueden dar lugar a varias acciones diferentes por parte de la célula. Por ejemplo, además de aumentar los receptores Glut4 en la membrana celular y el transporte de glucosa a la célula, la unión del receptor de insulina también da como resultado un aumento de síntesis de ácidos grasos, síntesis de glucógeno (una forma polimerizada de azúcar utilizada para el almacenamiento de energía) (4) y glucólisis Que estas áreas de funciones controladas juntas tengan sentido ya que preparan a la célula para aceptar, almacenar una mayor cantidad de, y hacer uso de la glucosa de la molécula energética para realizar funciones intensivas de energía.
Mirando la imagen más grande, la mayoría de los procesos en la célula están regulados por más de un receptor así como por otras vías de señalización, a veces competitivas, de modo que ninguna vía de señalización por sí misma determina la mayoría de las funciones importantes de la célula. De hecho, las funciones celulares más importantes se controlan de una manera intrincada, cada una de las cuales puede regular al alza o disminuir las actividades celulares específicas tan divergentes como la división celular, la replicación, el metabolismo, la construcción de estructuras celulares específicas o la diferenciación en diferentes tipos de células. Este tipo de control se visualiza con mayor precisión como una red compleja de muchas rutas de señalización competitivas en lugar de un proceso lineal en el que un receptor y su ruta de señalización asociada ejercen un control completo. Cada vía de señalización, entonces, está en un estado de tira y afloja continuo con muchas vías de señalización que ejercen control sobre la misma función de célula. De esta manera, los muchos receptores y sus vías de señalización asociadas se equilibran entre sí y ayudan a la célula a adaptarse a estímulos externos así como al entorno y órdenes de glándulas endocrinas y otros órganos, cada uno aportando su propia perspectiva sobre el equilibrio correcto para una función particular de la célula.
