Receptores de membrana: funções, tipos, como funcionam - Ciência - 2023

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o receptores de membrana São um tipo de receptores celulares que se localizam na superfície da membrana plasmática das células, permitindo-lhes detectar substâncias químicas que, por sua natureza, não podem atravessar a membrana.

Geralmente, os receptores de membrana são proteínas integrais de membrana especializadas na detecção de sinais químicos, como hormônios peptídicos, neurotransmissores e certos fatores tróficos; algumas drogas e toxinas também podem se ligar a esses tipos de receptores.

São classificados de acordo com o tipo de cascata intracelular à qual estão acoplados e quais são os que determinam o efeito final na célula correspondente, denominada célula-alvo ou célula-alvo.

Assim, três grandes grupos foram descritos: aqueles ligados a canais iônicos, aqueles ligados a enzimas e aqueles ligados à proteína G. A ligação de ligantes a receptores gera uma mudança conformacional no receptor que desencadeia uma cascata de sinalização intracelular no Célula Alvo.

As cadeias de sinalização acopladas aos receptores de membrana permitem amplificar os sinais e gerar respostas ou alterações transitórias ou permanentes na célula-alvo. Esses sinais intracelulares são chamados coletivamente de "sistema de transdução de sinal".

Características

A função dos receptores de membrana, e de outros tipos de receptores em geral, é permitir a comunicação das células entre si, de forma que os diferentes órgãos e sistemas de um organismo funcionem de forma coordenada para manter a homeostase e responder a ordens voluntárias e automáticas emitidas pelo sistema nervoso.

Assim, um sinal químico agindo na membrana plasmática pode desencadear uma modificação amplificada de várias funções dentro da maquinaria bioquímica de uma célula e desencadear uma multiplicidade de respostas específicas.

Por meio do sistema de amplificação de sinais, um único estímulo (ligante) é capaz de gerar mudanças transitórias imediatas, indiretas e de longo prazo, modificando a expressão de alguns genes dentro da célula-alvo, por exemplo.

Tipos

Os receptores celulares são classificados, de acordo com sua localização, em: receptores de membrana (aqueles que estão expostos na membrana celular) e receptores intracelulares (que podem ser citoplasmáticos ou nucleares).

Os receptores de membrana são de três tipos:

- Ligado a canais iônicos

- Ligado a enzimas

- Ligado à proteína G

Receptores de membrana ligados a canais iônicos

Também chamados de canais iônicos dependentes de ligante, são proteínas de membrana compostas por 4 a 6 subunidades que se agrupam de maneira que deixam um canal ou poro central, através do qual os íons passam de um lado ao outro da membrana.

Esses canais atravessam a membrana e possuem uma extremidade extracelular, onde se localiza o sítio de ligação do ligante, e outra extremidade intracelular que, em alguns canais, possui mecanismo de porta. Certos canais têm um local de ligante intracelular.

Receptores de membrana ligados a enzimas

Esses receptores também são proteínas transmembrana. Possuem uma extremidade extracelular que apresenta o sítio de ligação para o ligante e que tem associada à sua extremidade intracelular uma enzima que é ativada pela ligação do ligante ao receptor.

Receptores de membrana acoplados ou ligados à proteína G

Os receptores acoplados à proteína G têm um mecanismo indireto para a regulação das funções intracelulares das células-alvo que envolve moléculas transdutoras chamadas proteínas de ligação ou ligação ao GTP ou proteínas G.

Todos esses receptores ligados à proteína G são compostos de uma proteína de membrana que atravessa a membrana sete vezes e são chamados de receptores metabotrópicos. Centenas de receptores ligados a diferentes proteínas G foram identificados.

Como eles funcionam?

Nos receptores ligados ao canal iônico, a ligação do ligante ao receptor gera uma mudança conformacional na estrutura do receptor que pode modificar um portão, mover as paredes do canal para mais perto ou mais longe. Com isso, eles modificam a passagem de íons de um lado para o outro da membrana.

Receptores ligados a canais iônicos são, em sua maioria, específicos para um tipo de íon, razão pela qual receptores para canais de K +, Cl-, Na +, Ca ++, etc. foram descritos. Existem também canais que permitem a passagem de dois ou mais tipos de íons.

A maioria dos receptores ligados a enzimas associam-se às proteínas quinases, especialmente à enzima tirosina quinase. Essas quinases são ativadas quando o ligante se liga ao receptor em seu local de ligação extracelular. As quinases fosforilam proteínas específicas na célula-alvo, modificando sua função.

Os receptores ligados à proteína G ativam cascatas de reações bioquímicas que acabam modificando a função de várias proteínas na célula-alvo.

Existem dois tipos de proteínas G que são as proteínas G heterotriméricas e as proteínas G monoméricas. Ambos estão ligados ao GDP inativamente, mas ao ligar o ligante ao receptor, o GDP é substituído por GTP e a proteína G é ativada.

Nas proteínas G heterotriméricas, a subunidade α ligada ao GTP se dissocia do complexo ßγ, deixando a proteína G ativada. Tanto a subunidade α ligada ao GTP quanto o ßγ livre podem mediar a resposta.

As proteínas G monoméricas ou pequenas proteínas G também são chamadas de proteínas Ras porque foram descritas pela primeira vez em um vírus que produz tumores sarcomatosos em ratos.

Quando ativados, estimulam mecanismos relacionados principalmente ao tráfego vesicular e às funções do citoesqueleto (modificação, remodelação, transporte, etc.).

Exemplos

O receptor de acetilcolina, ligado a um canal de sódio que se abre quando se liga à acetilcolina e gera uma despolarização da célula-alvo, é um bom exemplo de receptores de membrana ligados a canais iônicos. Além disso, existem três tipos de receptores de glutamato que são receptores ionotrópicos.

O glutamato é um dos neurotransmissores excitatórios mais importantes do sistema nervoso. Seus três tipos de receptores ionotrópicos são: receptores NMDA (N-metil-D-aspartato), AMPA (α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazol-propionato) e cainato (ácido kainic).

Seus nomes são derivados dos agonistas que os ativam e esses três tipos de canais são exemplos de canais excitatórios não seletivos, pois permitem a passagem de sódio e potássio e, em alguns casos, pequenas quantidades de cálcio.

Exemplos de receptores ligados a enzimas são o receptor de insulina, a família de receptores TrK ou receptores de neurotrofina e os receptores para alguns fatores de crescimento.

Os receptores acoplados à proteína G mais importantes incluem receptores muscarínicos de acetilcolina, receptores β-adrenérgicos, receptores do sistema olfatório, receptores metabotrópicos de glutamato, receptores para muitos hormônios peptídicos e receptores de rodopsina do sistema retinal.

Referências

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