E10 Cinetica receptor-ligando

Tópico

El receptor de membrana, el mismo tipo de receptor ya descrito de forma general en la sinapsis química, se activa por neurotransmisores, hormonas o fármacos siguiendo la ley de acción de masas: el ligando libre, que puede ser cualquiera de estas tres sustancias, se une de forma reversible al receptor libre de membrana para formar un complejo formado por el ligando y el receptor unidos. La rapidez con la que se forma y se deshace este complejo depende de dos constantes propias del receptor de membrana, una constante de asociación y una constante de disociación, cuyo cociente define la afinidad del sistema, resumida en la constante de disociación del receptor de membrana.

En equilibrio, la fracción de receptores de membrana ocupados por el ligando sigue una relación hiperbólica simple respecto a la concentración del ligando libre: crece rápido a concentraciones bajas y luego se aplana a medida que casi todos los receptores de membrana quedan ocupados. Sin embargo, cuando existe unión cooperativa entre múltiples sitios del receptor de membrana, esta relación deja de ser hiperbólica y pasa a ser una relación sigmoidea de Hill, caracterizada por un coeficiente de Hill propio del receptor de membrana: cuanto mayor es este coeficiente de Hill, más abrupta es la transición entre receptores de membrana vacíos y receptores de membrana completamente ocupados.

En todo momento, la conservación del receptor total vincula la forma libre y la forma unida del receptor de membrana: la cantidad de receptor de membrana libre más la cantidad de receptor de membrana unido al ligando siempre suma el mismo total de receptores de membrana disponibles.

Muchos receptores de membrana, además, transitan a un estado desensibilizado tras una exposición prolongada al ligando: aunque la ocupación del receptor de membrana por el ligando se mantenga sostenida, la respuesta que genera ese receptor de membrana se reduce, precisamente porque el receptor de membrana desensibilizado deja de traducir su ocupación en una respuesta funcional completa.

Cuando dos ligandos compiten por el mismo sitio de unión de un receptor de membrana, las cinéticas de ambos ligandos se acoplan a través del receptor de membrana libre que ambos comparten: cuanto más ligando de un tipo ocupa el receptor de membrana libre, menos receptor de membrana libre queda disponible para el otro ligando. La respuesta funcional resultante de esta competencia se resume, en cada caso, mediante una curva dosis-respuesta que crece con la dosis del ligando hasta acercarse a una respuesta máxima, sin llegar nunca a superarla. En conjunto, es este mismo receptor de membrana, con su afinidad, su posible cooperatividad, su capacidad de desensibilizarse y su comportamiento ante ligandos que compiten entre sí, el que determina la respuesta funcional final ante neurotransmisores, hormonas o fármacos.

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