Meccanismi di regolazione dell’attività recettoriale

Molti recettori ionotropici, compreso l’nAchR, sono fosforilati dalla PKA e dalla PKC. Queste modificazioni provocano una limitazione del flusso ionico, inducendo la transizione conformazionale dei recettori verso lo stato chiuso in presenza di un sostenuto rilascio di neurotrasmettitore. La diminuita responsività dei recettori è denominata desensibilizzazione.
Anche per i recettori metabotropici sono stati identificati meccanismi di desensibilizzazione di diversi tipi:
rapida (da secondi a minuti), ottenuta mediante semplice fosforilazione del recettore da parte della PKA o della PKC;
lenta (da minuti a ore), ottenuta mediante fosforilazione da parte di una diversa protein chinasi e la conseguente rimozione fisica, reversibile, del recettore (sequestro);
irreversibile (downregulation).
Nel primo caso, i recettori sono fosforilati dalla PKA e/o dalla PKC in maniera indipendente dalla presenza di ligando (desensibilizzazione eterologa).
Nel secondo caso la regolazione è ottenuta mediante attivazione di una diversa protein chinasi, denominata G-protein receptor kinase (GRK), che fosforila i recettori in corrispondenza di residui aminoacidici diversi rispetto a quanto fanno la PKA e la PKC.
La GRK fosforila il recettore attivato dal proprio ligando, e ne induce l’interazione con la β-arrestina, una proteina responsabile del sequestro reversibile del recettore stesso, mediante un processo di endocitosi (desensibilizzazione omologa). Questo meccanismo è reversibile perché il recettore può essere riportato, mediante esocitosi, sulla superficie della cellula.
Quando l’attivazione di un recettore è molto sostenuta, intervengono meccanismi di downregulation, irreversibili, che agiscono mediante:
degradazione del recettore in seguito all’endocitosi, controllati dalla PKA e PKC;
riduzione della velocità di sintesi di ulteriore recettore per una diminuzione della stabilità del proprio mRNA.