Receptor opioide

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Resumen rápido. Los receptores opioides son una familia de receptores acoplados a proteína G (Gi/o) que median la analgesia, la sedación y la modulación del estado emocional tanto en respuesta a péptidos endógenos (endorfinas, encefalinas, dinorfinas) como a fármacos exógenos (morfina, fentanilo); el conocimiento de sus subtipos explica tanto los efectos terapéuticos de los opioides como sus efectos adversos más relevantes: depresión respiratoria, estreñimiento, tolerancia y dependencia.

Concepto base. Receptores acoplados a proteínas Gi/o que, al activarse, reducen la excitabilidad neuronal cerrando canales de Ca²⁺ dependientes de voltaje en la terminal presináptica y abriendo canales de K⁺ en la neurona postsináptica.

Mecanismo / cadena clave. Ligando (endógeno o exógeno) → activación del receptor μ/δ/κ → acoplamiento a Gi/o → cierre de canales de Ca²⁺ presinápticos (↓ liberación de neurotransmisor) y apertura de canales de K⁺ postsinápticos (hiperpolarización) → ↓ transmisión nociceptiva.

Puntos que suelen preguntarse. Los tres subtipos y sus efectos distintivos; qué péptido endógeno tiene mayor afinidad por cada receptor; por qué el receptor μ concentra la analgesia y los efectos adversos más graves; la diferencia entre tolerancia y dependencia física; qué es la hiperalgesia inducida por opioides; y por qué la activación del receptor κ produce disforia.

Introducción

El sistema opioide endógeno no existe para responder a la morfina: existe para modular el dolor en situaciones de estrés, lesión tisular o anticipación de daño. Los opioides exógenos actúan porque su estructura se asemeja a la de los péptidos endógenos, en particular por el motivo tirosina en el extremo N-terminal, clave para el reconocimiento por el receptor. Esta superposición explica por qué la morfina puede imitar al sistema endógeno con una potencia que los péptidos propios no alcanzan.

Los receptores opioides forman una familia de cuatro subtipos: μ (mu), δ (delta), κ (kappa) y el receptor ORL-1 (NOP, del sistema nociceptina/orfanina FQ). Los tres primeros son los principales mediadores de la analgesia opioide clínica; el cuarto constituye un sistema funcionalmente independiente. Los cuatro comparten la estructura de receptor acoplado a proteína G (GPCR), se han clonado y presentan homología significativa en su secuencia de aminoácidos.

Subtipos y péptidos endógenos

Tres familias de péptidos, tres precursores

El propio organismo fabrica tres familias de péptidos con actividad opioide, cada una derivada de un precursor proteico distinto:

La liberación de estos péptidos ocurre en respuesta a estímulos dolorosos y al estrés asociado con el dolor o su anticipación, y disminuye la percepción del dolor.

El receptor NOP y el sistema nociceptina/orfanina FQ

La nociceptina (también llamada orfanina FQ), ligando del receptor NOP, es estructuralmente similar a la dinorfina, pero carece del residuo tirosina N-terminal característico de los péptidos opioides clásicos; por ello actúa exclusivamente sobre el receptor NOP y no sobre los subtipos μ, δ ni κ. El sistema N/OFQ está ampliamente distribuido en el Sistema nervioso central y en la periferia, y participa tanto en procesos pro- como antinociceptivos, así como en la modulación de la recompensa por drogas, el aprendizaje, el estado de ánimo, la ansiedad y la tos.

Un regulador atípico: ACKR3/CXCR7

El receptor ACKR3/CXCR7, conocido hasta hace poco exclusivamente como receptor atípico de quimiocinas, actúa como receptor depurador (scavenger) de una amplia variedad de péptidos opioides, en particular encefalinas y dinorfinas. Al capturar estos péptidos reduce su disponibilidad para los receptores opioides clásicos, funcionando como regulador negativo del tono opioide endógeno. Este receptor no responde a los opioides prescritos clínicamente.

Mecanismo de acción

Señalización intracelular

Los receptores μ, δ y κ se acoplan a proteínas Gi/o. A través de este acoplamiento ejercen dos acciones directas sobre las neuronas:

  1. Cierre de canales de Ca²⁺ dependientes de voltaje en la terminal presináptica. Al reducir la entrada de calcio, la terminal libera menos neurotransmisor. Este efecto se ha demostrado para el glutamato (el principal aminoácido excitador de las terminales nociceptivas), la acetilcolina, la noradrenalina, la serotonina y la sustancia P.
  2. Apertura de canales de K⁺ con hiperpolarización postsináptica. Al aumentar la conductancia de potasio, la neurona postsináptica se hiperpolariza y su excitabilidad disminuye.

El resultado neto es una reducción de la transmisión nociceptiva tanto en la terminal presináptica como en la neurona postsináptica.

Acción periférica

Además de la acción central, los receptores μ presentes en los terminales de las neuronas sensoriales periféricas pueden activarse por β-endorfina liberada por células inmunitarias en tejido inflamado o lesionado. Esta vía representa una fuente de activación fisiológica periférica que reduce la actividad del nociceptor y la liberación de transmisores. A nivel molecular, en los nociceptores periféricos la activación del receptor μ inhibe los canales TRPM3 a través de las subunidades Gβγ de la proteína G, un mecanismo que contribuye a la analgesia local con menor repercusión sistémica.

Vías de señalización y agonistas sesgados

La activación del receptor μ puede reclutar dos vías de señalización con consecuencias distintas: la señalización por Gi/o produce analgesia, mientras que la vía de la β-arrestina se ha asociado con los efectos adversos (depresión respiratoria, estreñimiento y tolerancia). Con base en esta distinción, se han desarrollado "agonistas sesgados" orientados a favorecer la señalización por Gi/o sobre la ruta de β-arrestina. Sin embargo, se ha planteado que algunos de estos compuestos podrían ser agonistas parciales, por lo que la interpretación de su mecanismo requiere cautela.

Sitios de acción en el sistema nervioso

Los receptores opioides se distribuyen en múltiples niveles del sistema nervioso relevantes para el procesamiento del dolor:

La administración intratecal de agonistas opioides aprovecha la acción espinal directa para producir analgesia regional con menor repercusión supraspinal, reduciendo la depresión respiratoria, las náuseas y la sedación que pueden acompañar a la vía sistémica.

Subtipos en detalle

Receptor μ

Es el subtipo que media la mayor parte de la analgesia clínica y también la mayoría de los efectos adversos. La analgesia, la euforia, la depresión respiratoria, el enlentecimiento del tránsito intestinal y las propiedades de dependencia física de la morfina resultan principalmente de su acción sobre este receptor. Dado que concentra tanto los beneficios como los riesgos más graves, ha sido el blanco principal de los esfuerzos para desarrollar agonistas con perfiles de seguridad mejorados.

Una observación de interés es la distribución del receptor μ en el asta dorsal: su asociación con interneuronas inhibitorias espinales explica el prurito inducido por opioides intratecales. La activación del receptor μ en esas interneuronas las silencia, desinhibiendo así el circuito del prurito que involucra a neuronas que expresan el receptor de péptido liberador de gastrina (GRPR).

Receptor δ

Media analgesia tanto a nivel espinal como supraespinal. Un rasgo distintivo es que su efecto analgésico en modelos de dolor neuropático no se atenúa cuando se inhibe la microglía, a diferencia de lo observado con los agonistas μ y κ. Además, el receptor δ no se ha encontrado en células microgliales, en contraste con μ y κ, que sí están presentes en ellas. Esta independencia de la activación microglial convierte a los agonistas δ en candidatos de interés para el tratamiento del dolor neuropático.

La exposición crónica a opioides como la morfina recluta receptores δ hacia la membrana plasmática por tráfico exocítico; estos receptores δ emergentes interactúan sinérgicamente con los μ en la inhibición de la transmisión GABAérgica, un mecanismo propuesto como base para el uso de agonistas δ como adyuvantes en el dolor bajo tratamiento opioide crónico.

Receptor κ

Produce analgesia pero también genera efectos disfóricos y psicomimetizantes, lo que limita su uso clínico. La dinorfina, su ligando endógeno principal, se encuentra en el asta dorsal y en el circuito mesolímbico. En el contexto del dolor crónico, la expresión y función del receptor κ aumentan en el circuito mesolímbico, contribuyendo a la componente afectiva aversiva del dolor: la inhibición de estos receptores restaura la liberación de dopamina evocada y los comportamientos relacionados con la recompensa en modelos animales de dolor crónico. Los antagonistas κ se investigan como adyuvantes para aliviar la componente emocional del dolor crónico, incluyendo los síntomas ansiogénicos y depresivos. Además de su papel en el dolor, los agonistas κ tienen propiedades antipruríticas.

Tolerancia y dependencia

Con la administración repetida de opioides se produce una pérdida progresiva de efectividad denominada tolerancia: para obtener el mismo efecto analgésico se requieren dosis crecientes. Junto con la tolerancia se desarrolla dependencia física, definida por la aparición de un síndrome de abstinencia al suspender el fármaco o al administrar un antagonista.

El mecanismo de la tolerancia no está completamente aclarado. La atención se ha desplazado desde la simple regulación al alza del sistema del AMPc hacia conceptos más complejos:

Los antagonistas de los receptores NMDA como la ketamina pueden bloquear el desarrollo de tolerancia en parte al reducir los mecanismos facilitadores descendentes del dolor.

Hiperalgesia inducida por opioides

Además de la tolerancia, la administración persistente de opioides puede paradójicamente aumentar la sensación de dolor, produciendo un estado de hiperalgesia inducida por opioides (HIO). Este fenómeno se ha observado con morfina, fentanilo y remifentanilo. Entre los mecanismos propuestos se encuentran la dinorfina espinal y la activación de los receptores de Bradicinina y de los receptores NMDA. La HIO representa una limitación adicional del uso crónico de opioides para el dolor no oncológico.

Aplicación clínica

El conocimiento de la farmacología receptorial orienta cada uso:

Perlas de alto rendimiento

  1. Dos acciones celulares directas, todo lo demás se deriva: cierre de canales de Ca²⁺ presinápticos (↓ liberación de transmisores) y apertura de canales de K⁺ postsinápticos (hiperpolarización). La analgesia, la depresión respiratoria y el enlentecimiento intestinal son consecuencias de estas dos acciones en distintos tejidos.
  2. μ = analgesia + riesgos mayores. Depresión respiratoria, estreñimiento, euforia, tolerancia y dependencia son efectos μ; no hay selectividad de órgano: todos los tejidos con receptor μ resultan afectados.
  3. κ = analgesia + disforia. La dinorfina y el sistema κ median la componente afectiva aversiva del dolor crónico y deprimen el circuito de recompensa mesolímbico; los agonistas κ producen efectos psicomimetizantes que limitan su uso clínico.
  4. δ = candidato para el dolor neuropático. Su efecto analgésico en ese contexto es independiente de la activación microglial; el receptor δ no se encuentra en células microgliales, a diferencia de μ y κ.
  5. Biased agonism: Gi/o → analgesia; β-arrestina → efectos adversos (depresión respiratoria, tolerancia, estreñimiento). Separar estas vías es el objetivo central del desarrollo de agonistas sesgados.
  6. Tolerancia por fallo de reciclaje: la morfina no induce endocitosis eficiente del receptor μ, lo que mantiene el receptor desensibilizado en la membrana sin posibilidad de resensibilizarse. El metadono sí induce endocitosis, posible base de su utilidad en la dependencia.
  7. Hiperalgesia inducida por opioides: la administración persistente puede paradójicamente aumentar el dolor; la dinorfina espinal y los receptores NMDA y de bradicinina están implicados.
  8. El receptor NOP es un sistema aparte: su ligando (nociceptina) carece del residuo tirosina N-terminal y no activa μ, δ ni κ; participa en modulación del dolor, la recompensa, el ánimo y la tos.

Puntos clave

Tabla de subtipos de receptores opioides

ReceptorAcoplamientoPéptido endógeno preferenteEfectos principales al activarseEfectos adversos relevantes
μ (mu)Gi/oEndorfinas > encefalinas > dinorfinasAnalgesia supraespinal y espinal, sedación, euforia, ↓ tránsito GIDepresión respiratoria, estreñimiento, tolerancia, dependencia, prurito (intratecal)
δ (delta)Gi/oEncefalinas > endorfinas y dinorfinasAnalgesia supraespinal y espinal, modulación de neurotransmisoresMenor perfil adverso; candidato en dolor neuropático
κ (kappa)Gi/oDinorfinas >> endorfinas y encefalinasAnalgesia supraespinal y espinal, efectos antipruríticos, ↓ tránsito GIDisforia, efectos psicomimetizantes
NOP/ORL-1Gi/oNociceptina/orfanina FQPro- y antinociceptivo, modulación de recompensa, ánimo, ansiedad y tosPerfil complejo, dependiente del contexto

Fuentes

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