2.2. Thụ thể trên bề mặt tế bào
Thụ thể trên bề mặt tế bào chiếm đa số các thụ thể tế bào có trong cơ thể.
Mỗi thụ thể trên bề mặt tế bào có ba thành phần chính: Vùng liên kết phối tử bên ngoài, vùng xuyên màng kỵ nước và vùng nội bào bên trong tế bào. Đặc điểm của các vùng này rất khác nhau, tùy thuộc vào loại thụ thể.
Khác với các thụ thể trong tế bào, cơ chế hoạt động của thụ thể trên bề mặt tế bào là chúng liên kết với các phân tử phối tử bên ngoài, tức là các phối tử tương tác với các thụ thể trên bề mặt tế bào mà không cần phải xâm nhập vào tế bào mà chúng tác động. Sau đó, hoạt hóa vùng nội bào phía trong tế bào và gây ra các tác dụng sinh học đặc hiệu.
Dựa vào cơ chế truyền tín hiệu, các thụ thể trên bề mặt tế bào được chia làm ba loại: Thụ thể liên kết kênh ion, thụ thể liên kết với protein G (G protein-coupled receptor – GPCR) và thụ thể liên kết với enzym.
- Thụ thể liên kết với kênh ion (ion – channel linked receptor): Các thụ thể tế bào là các kênh ion nằm trên màng tế bào, thường gặp hơn trong hoạt động của hệ thần kinh (acetylcholine, GABA, glutamid, aspartate và glycine). Khi phối tử gắn với thụ thể sẽ kích hoạt mở các kênh ion và làm tăng vận chuyển các ion thích hợp (Na+/ Ca2+/ K+,…) qua màng dẫn đến thay đổi điện thế màng. Kết quả gây ra các biến đổi sinh học. Ví dụ, GABA gắn vào thụ thể của nó gây mở kênh Cl-, tạo ra điện thế hậu synap, ức chế hoạt động của hệ thần kinh trung ương, kết quả giảm cảm giác lo lắng, sợ hãi, căng thẳng.
- Thụ thể liên kết với enzym (như tyrosine kinase): Thường gặp trong hoạt động của các yếu tố tăng trưởng như yếu tố tăng trưởng biểu bì, các hormon loại polypeptide điều hòa sự tăng trưởng, biệt hóa. Khi phối tử gắn với thụ thể tế bào nằm trên enzyme xuyên màng làm thay đổi hoạt tính của enzym nằm phía trong tế bào. Ví dụ, insulin gắn vào tiểu đơn vị alpha ở mặt ngoài tế bào, kích hoạt tyrosine kinase ở mặt trong tế bào để hoạt hóa kênh vận chuyển glucose.
- Thụ thể liên kết với protein G (G-protein coupled receptors): Thường gặp nhất trong hoạt động của hệ nội tiết, là thụ thể của acid amin, ecosanoid và nhiều hormone peptid. Các thụ thể tế bào liên kết với protein G liên kết một phối tử và kích hoạt protein màng gọi là protein G. Sau đó, protein G được hoạt hóa sẽ tương tác với kênh ion hoặc enzym trong màng (adenylyl cyclase, phospholipase C và phospholipase A2) dẫn đến thay đổi nồng độ chất truyền tin thứ hai nội bào như AMP vòng, GMP vòng, Ca2+. Chính các chất truyền tin thứ hai này làm thay đổi hoạt tính tế bào.
Mọi tế bào trong tất cả các cơ quan của cơ thể đều cần trao đổi thông tin để duy trì chức năng sinh lý của cơ thể. Tuy nhiên, thụ thể tế bào cũng liên quan đến cơ chế bệnh sinh của một số bệnh lý. Do đó, hiểu được cơ chế bệnh sinh và các hoạt động của thụ thể tế bào giúp các nhà khoa học tìm ra các thuốc điều trị bệnh hiệu quả.
