E10 Cinética receptor-ligante

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O receptor de membrana, o mesmo tipo de receptor já descrito em termos gerais para sinapses químicas, é ativado por neurotransmissores, hormônios ou drogas de acordo com a lei da ação das massas: o ligante livre, que pode ser qualquer uma dessas três substâncias, liga-se reversivelmente ao receptor de membrana livre para formar um complexo ligante-receptor. A taxa na qual esse complexo se forma e se dissocia depende de duas constantes específicas do receptor de membrana: uma constante de associação e uma constante de dissociação. A razão entre essas duas constantes define a afinidade do sistema, resumida pela constante de dissociação do receptor de membrana.

No equilíbrio, a fração de receptores de membrana ocupados pelo ligante segue uma relação hiperbólica simples em relação à concentração do ligante livre: aumenta rapidamente em baixas concentrações e depois se estabiliza à medida que quase todos os receptores de membrana ficam ocupados. No entanto, quando ocorre ligação cooperativa entre múltiplos sítios no receptor de membrana, essa relação deixa de ser hiperbólica e se torna uma relação sigmoidal de Hill, caracterizada por um coeficiente de Hill específico para o receptor de membrana: quanto maior esse coeficiente de Hill, mais abrupta é a transição entre receptores de membrana vazios e totalmente ocupados.

Em todos os momentos, a conservação do receptor total vincula as formas livre e ligada do receptor de membrana: a quantidade de receptor de membrana livre mais a quantidade de receptor de membrana ligado ao ligante sempre é igual ao número total de receptores de membrana disponíveis.

Muitos receptores de membrana também transitam para um estado dessensibilizado após exposição prolongada ao ligante: embora a ocupação do receptor de membrana pelo ligante permaneça sustentada, a resposta gerada por esse receptor de membrana é reduzida, precisamente porque o receptor de membrana dessensibilizado não traduz mais sua ocupação em uma resposta funcional completa.

Quando dois ligantes competem pelo mesmo sítio de ligação em um receptor de membrana, a cinética de ambos os ligantes é acoplada através do receptor de membrana livre que compartilham: quanto mais um tipo de ligante ocupa o receptor de membrana livre, menos receptor de membrana livre fica disponível para o outro ligante. A resposta funcional resultante dessa competição é resumida, em cada caso, por uma curva dose-resposta que aumenta com a dose do ligante até se aproximar de uma resposta máxima, sem jamais ultrapassá-la. Em suma, é esse mesmo receptor de membrana, com sua afinidade, seu potencial de cooperatividade, sua capacidade de dessensibilização e seu comportamento na presença de ligantes competidores, que determina a resposta funcional final a neurotransmissores, hormônios ou fármacos.

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