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Incredibili rivelazioni strutturali: in che modo la struttura tridimensionale del recettore β2 dell'adenosina influisce sulla nostra salute?
Il recettore adrenergico β2 (ADRB2) è un recettore β-adrenergico transmembrana che si lega all'epinefrina (nota anche come adrenalina). Questo recettore stimola l'adenilato acilasi attraverso la proteina trimerica Gs, aumentando così la produzione di cAMP e innescando una serie di risposte fisiologiche, come il rilassamento della muscolatura liscia e la dilatazione bronchiale. Nel 2012, Robert J. Lefkowitz e Brian Kopyka hanno ricevuto il premio Nobel per la chimica per il loro lavoro sul recettore β2-adrenergico, che ha rivelato importanti meccanismi interni dei recettori accoppiati alle proteine G.
La struttura del recettore β2-adrenergico è complessa e variabile, il che gli conferisce un ruolo fondamentale per la salute umana.
Caratteristiche genetiche e strutturali
Il gene che codifica il recettore β2-adrenergico negli esseri umani è ADRB2, che è privo di introni. Le sue diverse forme polimorfiche e mutazioni puntiformi possono essere associate ad asma notturna, obesità e diabete di tipo 2.
La struttura tridimensionale del recettore β2-adrenergico è stata determinata utilizzando un approccio di fusione proteica per aumentare la superficie idrofila della proteina, facilitando così la formazione di cristalli. Nel 2011 è stata rivelata la struttura cristallina del complesso recettore β2-adrenergico-proteina Gs. Questi studi hanno rivelato importanti cambiamenti conformazionali nel recettore, tra cui un movimento verso l'esterno di 14 Å dell'estremità intracellulare del segmento transmembrana 6 e uno spostamento di 2,5 Å del segmento transmembrana 1.5 significativamente esteso.
Meccanismo di funzionamento
I recettori adenergici β2 sono direttamente associati ai canali del calcio di tipo L CaV1.2. Il complesso recettore-canale è accoppiato alla proteina Gs, attivando ulteriormente l'adenilato acilasi per generare cAMP e avviare la proteina chinasi A, che a sua volta porta a un'azione liscia rilassamento muscolare, che è la causa principale dell'effetto vasodilatatore della stimolazione beta2.
La composizione di questo complesso di segnalazione assicura una segnalazione intracellulare rapida e specifica ed è essenziale per il mantenimento della salute.
Effetti sulla salute
Sistema muscolare e scheletrico
L'attivazione del recettore β2-adrenergico porta alla proliferazione e alla sintesi del muscolo scheletrico, motivo per cui gli agonisti a lunga durata d'azione come il clenbuterolo sono ampiamente utilizzati dagli atleti. Questi utilizzi sono generalmente considerati sostanze proibite e sono monitorati dall'Agenzia mondiale antidoping.
L'uso di questi agonisti negli animali destinati alla produzione alimentare mostra potenzialità anche in agricoltura, sebbene sia vietato in molti paesi.
Apparato circolatorio
Nel cuore, la stimolazione dei recettori beta2 dell'adenosina aiuta ad aumentare la gittata cardiaca e la frequenza cardiaca. Sebbene questo effetto sia più debole di quello del recettore beta-1 dell'adenosina, la sua funzione è comunque importante per il mantenimento della salute del cuore. Inoltre, dilata le piccole arterie dell'arteria epatica e dei muscoli scheletrici, contribuendo a migliorare il flusso sanguigno.
Effetti sugli occhi
Nell'occhio normale, la stimolazione beta 2 determina un aumento della produzione di umor acqueo e una pressione intraoculare elevata, il che richiede cautela nei pazienti affetti da glaucoma.
Apparato digerente
Questo recettore è coinvolto anche nella glicogenolisi e nella gluconeogenesi nel fegato, influenzando il processo digestivo e la secrezione di insulina e glucagone.
ConclusioneI recettori β2-adrenergici svolgono molteplici ruoli nella salute e nelle malattie umane. La diversità delle loro strutture e la complessità delle loro operazioni forniscono agli scienziati nuova ispirazione per la ricerca. Ma siamo pienamente consapevoli del profondo impatto che questi recettori hanno sui vari sistemi del corpo?
