Receptores de kainato: qué son y cuáles son sus funciones

Los receptores de kainato son unos receptores que se encuentran en las neuronas que se activan ante la presencia de glutamato.

No son muy conocidos y la investigación, a día de hoy, sigue tratando de dilucidar qué implicación tiene en varios trastornos, especialmente en la epilepsia y enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson. A continuación veremos qué se sabe de estos peculiares receptores ionotrópicos.

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¿Qué son los receptores de kainato?

Los receptores de kainato se encuentran en la membrana neuronal y responden ante la presencia del glutamato. Tradicionalmente eran clasificados como receptores no-NMDA, junto con el receptor AMPA.

Los receptores de kainato son menos comprendidos por la comunidad científica en comparación con los AMPA y NMDA, que también son receptores ionotrópicos para el neurotransmisor glutamato.

Se sabe que el glutamato actúa como agente principal en la mayoría de las sinapsis excitatorias del sistema nervioso central (SNC). Se trata de una sustancia que media en la transmisión sináptica y, cuando se está formando el sistema nervioso, participa en los procesos de crecimiento y maduración neuronal, además de implicarse en la formación y eliminación de sinapsis, e involucrarse en los procesos de aprendizaje y formación de la memoria.

Se han dividido los receptores activados por este neurotransmisor en dos familias: los metabotrópicos y los ionotrópicos:

Los metabotrópicos están acoplados a proteínas G y regulan la producción de mensajeros intracelulares.

Los ionotrópicos, donde se encontrarían los receptores de kainato, forman un canal catiónico con diferente selectividad por determinados iones, siendo permeables a varios iones: sodio (Na+), potasio (K+) y calcio (Ca+2).

Dentro de los receptores ionotrópicos del glutamato están, como ya hemos comentado, los receptores de kainato, los receptores NMDA (ácido N-metil-D-aspártico) y los receptores AMPA (ácido a-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazolepropiónico).

Los receptores de kainato postsinápticos están involucrados en la neurotransmisión excitatoria, mientras que los presináticos se implican en la inhibitoria, modulando la liberación de GABAmediante un mecanismo presináptico.

Estructura

Se conocen hasta cinco tipos de subunidades del receptor kainato: GluR5 (GRIK1), GluR6 (GRIK2), GluR7 (GRIK3), KA1 (GRIK4) y KA2 (GRIK5), que son similares a las subunidades de los receptores AMPA y NMDA.

Las subunidades GluR de la 5 a la 7 pueden formar canales homoméricos, es decir, hacer que el receptor esté compuesto exclusivamente por un tipo de esas subunidades; o bien heterómeros, haciendo que puedan haber más de un tipo de subunidad. Las subunidades KA1 y KA2 solo pueden formar receptores funcionales combinándose con subunidades GluR de la 5 a la 7.

Molecularmente hablando, los receptores ionotrópicos de glutamato son proteínas integrales de membrana, formadas por cuatro subunidades organizadas en un tetrámero.

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Distribución

Los receptores de kainato se encuentran distribuidos por todo el sistema nervioso, aunque sus patrones de expresión de las subunidades que los conforman difieren según la región:

1. Subunidad GluR5

La subunidad GluR5 se encuentra, sobre todo, en neuronas de los ganglios de la raíz dorsal, el núcleo septal, la corteza piriforme y cingulada, el subiculum y las células de Purkinje cerebelosas.

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2. Subunidad GluR6

La GluR6 se encuentra ampliamente en las células granulares del cerebelo, el giro dentado y la región CA3 del hipocampo, además de en el estriado.

3. Subunidad GluR7

La subunidad GluR7 se encuentra escasamente en el cerebro, pero se expresa, especialmente con fuerza, en la corteza cerebral profunda y el estriado, además de en las neuronas inhibidoras de la capa molecular del cerebelo.

4. Subunidades KA1 y KA2

La subunidad KA1 se encuentra en la región CA3 del hipocampo y también se ha encontrado en la amígdala, la corteza entorrinal y el giro dentado. KA2 se encuentra en todos los núcleos del sistema nervioso.

Conductancia

El canal iónico que se forma gracias a los receptores de kainato es permeable a iones de sodio y potasio. Su conductancia es similar a la de los canales de los receptores AMPA, de cerca de 20 pS (petasiemens).

Sin embargo, los receptores de kainato se diferencian de los AMPA por el hecho de que los potenciales postsinápticos generados por los receptores kainato son más lentos que los potenciales postsinápticos de los receptores AMPA.

Función sináptica

Como ya íbamos comentando previamente, los receptores de kainato se implican tanto en la acción presináptica como en la postsináptica. Se encuentran en menor cantidad en el cerebro que los receptores AMPA y NMDA.

La investigación más reciente ha descubierto que estos tipos de receptores no solamente tienen una función ionotrópica, cambiando directamente la conductividad de la membrana neuronal, sino que, además, pueden implicar cambios a nivel metabotrópico, afectando en la producción de proteínas.

Cabe decir que el kainato es una sustancia excitotóxica, y provoca crisis convulsivas y daño neuronal, fenómenos muy similares a los que se ven en las neuronas de personas que sufren epilepsia. Es por ello que, y teniendo en cuenta que todo esto está muy relacionado con problemas de neurotransmisión del glutamato, la investigación ha relacionado problemas en los receptores de kainato con varios trastornos psicológicos, problemas médicos y enfermedades neurodegenerativas.

A día de hoy, se han relacionado problemas en la función sináptica de los receptores de kainato con la isquemia, la hipoglucemia, la epilepsia, enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson, la esquizofrenia, el trastorno bipolar, los trastornos del espectro autista, la corea de Huntington y la esclerosis lateral amiotrófica (ELA.) La mayoría de los estudios han encontrado estas relaciones con mutaciones en las subunidades GluK de la 1 a la 5.

Plasticidad neuronal

Los receptores de kainato toman un rol más bien modesto en las sinapsis si se les compara con los receptores AMPA. Tienen un rol muy sutil en la plasticidad sináptica, afectando en la probabilidad de que la célula postsináptica vaya a enviar una respuesta ante un estímulo futuro.

La activación de los receptores de kainato en la célula presináptica puede afectar a la cantidad de neurotransmisores que se liberaran en el espacio sináptico. Este efecto puede ocurrir de forma rápida y tener efectos durante un largo tiempo, y la estimulación repetida sobre los receptores de kainato pueden generar adicción con el paso del tiempo.

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