MUSZKARIN RECEPTOROK: FELÉPÍTÉS, TÍPUSOK ÉS FUNKCIÓIK, ANTAGONISTÁK - BIOLÓGIA - 2026

A muszkarinreceptorok olyan molekulák, amelyek az acetilkolin (ACh) hatásait közvetítik, és a szinapszis posztszinaptikus membránjában helyezkednek el, amelyben az említett neurotranszmitter felszabadul; a neve az Amanita muscaria gomba által termelt muszkarin alkaloidra való érzékenységéből származik.

A központi idegrendszerben számos idegrendszer található, amelyek axonjai felszabadítják az acetilkolint. Néhányan maga az agyba kerülnek, míg a legtöbb a vázizom motoros útvonalait, vagy az autonóm idegrendszer effektor útvonalait képezi a mirigyek, valamint a szív és a simaizmok számára.

Az idegreceptor-acetilkolin a szinapszis ideje alatt és annak megfelelő receptorai a posztszinaptikus membránban (Forrás: felhasználó: Pancrat a Wikimedia Commons segítségével)

A vázizmok neuromuszkuláris csomópontjain felszabaduló acetilkolin aktiválja a kolinerg receptorokat, úgynevezett nikotin receptorokat, az alkaloid nikotinnal szembeni érzékenységük miatt, és amelyek megtalálhatók az autonóm idegrendszer ganglionos szinapszisában (ANS).

A rendszer parasimpátikus megoszlásának posztglionális neuronjai úgy működnek, hogy felszabadítják az acetilkolint, amely az effektor sejtmembránon elhelyezkedő muszkarin kolinerg receptorokra hat, és indukálják az elektromos módosításokat ioncsatornájuk áteresztőképességének változása miatt.

Az acetilkolin neurotranszmitter kémiai szerkezete (Forrás: NEUROtiker a Wikimedia Commons segítségével)

Szerkezet

A muszkarinreceptorok a metabotropikus receptorok családjába tartoznak. Ez a kifejezés azokat a receptorokat jelöli, amelyek nem megfelelő ioncsatornák, hanem inkább olyan fehérjeszerkezetek, amelyek aktiválódásuk során az intracelluláris metabolikus folyamatokat indítják el, amelyek módosítják a valódi csatornák aktivitását.

A kifejezés megkülönbözteti azokat az ionotropikus receptoroktól, amelyek valódi ioncsatornák, amelyek a neurotranszmitter közvetlen működése révén nyílnak vagy záródnak, mint például a vázizom idegrendszeri lemezeiben már említett nikotinreceptorok esetében.

A metabotropikus receptorokon belül a muszkarinreceptorok a G-protein-kapcsolt receptorok néven ismert csoportba tartoznak, mivel típusuktól függően ezeknek a fehérjének egyes variánsai, például a Gi, az adenil-cikláz inhibitora, valamint a Gq vagy a G11, ezek hatását közvetítik, aktiválja a foszfolipáz C-t (PLC).

A muszkarin receptorok hosszú szerves membránfehérjék; Hét transzmembrán szegmenst tartalmaz, amelyek alfa-hélikből állnak, és amelyek egymást követve keresztezik a membrán lipid kettős rétegét. Belül, a citoplazmatikus oldalon asszociálódnak a megfelelő G fehérjével, amely transzdukálja a ligandum-receptor kölcsönhatást.

A muszkarinreceptorok típusai és funkcióik

Legalább öt típusú muszkarinreceptor került azonosításra, amelyeket az M betű és egy szám követ, azaz M1, M2, M3, M4 és M5.

Az M1, M3 és M5 receptorok alkotják az M1 családot, és jellemzik, hogy asszociálódnak Gq vagy G11 proteinekkel, míg az M2 és M4 receptorok az M2 családból származnak, és a Gi fehérjével vannak kapcsolatban.

- M1 vevők

Ezek elsősorban a központi idegrendszerben, az exokrin mirigyekben és az autonóm idegrendszer ganglionjaiban találhatók. Ezek kapcsolódnak a Gq fehérjéhez, amely aktiválja a foszfolipáz C enzimet, amely foszfatidil-inozitolt (PIP2) inositol-trifoszfáttá (IP3) konvertál, amely felszabadítja az intracelluláris Ca ++ -ot, és diacil-glicerint (DAG), amely aktiválja a C proteinázot.

- M2 vevők

Elsősorban a szívben, elsősorban a sinoatrialis csomó sejtjeiben találhatók meg, amelyeken az alábbiakban ismertetett módon csökkentik a kibocsátási gyakoriságukat.

Szív automatizmus

Az M2 receptorokat mélyebben tanulmányozták a szív szinoatriális (SA) csomópontjának szintjén, ahol általában megmutatkozik az automatizmus, amely időszakosan a szív mechanikai aktivitásáért felelős ritmikus gerjesztéseket idézi elő.

A szinoatriális csomópont sejtjei minden egyes szívpotenciált (összehúzódást) kiváltó akciópotenciál (AP) után repolarizálódnak és visszatérnek kb. -70 mV szintre. A feszültség azonban nem marad ezen az értéken, hanem fokozatosan depolarizálódik egy küszöbszintre, amely új akciópotenciált vált ki.

Ez a progresszív depolarizáció az ionáramok (I) spontán változásainak következménye, amelyek magukban foglalják: a K + kimenet csökkentését (IK1), a Na + bemeneti áram megjelenését (If), majd a Ca ++ bemenetet (ICaT), amíg eléri a küszöböt, és újabb Ca ++ áram (ICaL) aktiválódik, amely felelős az akciópotenciálért.

Ha a K + (IK1) kimenet nagyon alacsony, és a Na + (ha) és a Ca ++ (ICaT) bemeneti áramok nagyok, akkor a depolarizáció gyorsabb, a cselekvési potenciál és az összehúzódás korábban történik, és a frekvencia a pulzus magasabb. Az ezekben az áramokban bekövetkező eltérések csökkentik a frekvenciát.

A norepinefrin (szimpatikus) és az acetilkolin (parasimpatikus) által kiváltott metabolitropikus változások megváltoztathatják ezeket az áramokat. A CAMP közvetlenül aktiválja a csatornákat, ha a protein-kináz A (PKA) foszforilálja és aktiválja az ICaT Ca ++ csatornáit, és a Gi protein βγ-csoportja aktiválja a K + outputot.

Muszkarin hatás M2

Amikor a szívvagiális (parasimpatikus) rostok posztganglionikus végződései által felszabadított acetilkolin kötődik a szinoatrialis csomópont sejtjeinek M2 muszkarin receptoraihoz, a Gi protein αi alegysége megváltoztatja GDP-jét GTP-re, és elválasztódik, felszabadítva a blokkot. βγ.

Az αi alegység gátolja az adenil-ciklázt és csökkenti a cAMP-termelést, ami csökkenti az If és a PKA csatornák aktivitását. Ez az utolsó tény csökkenti a Ca ++ csatornák foszforilációját és aktivitását az ICaT számára; Ennek eredményeként csökken a depolarizáló áram.

A Gi protein βγ alegységei által alkotott csoport aktiválja a kifelé mutató K + áramot (IKACh), amely hajlandó ellensúlyozni a Na + és Ca ++ bemeneteket, és csökkenti a depolarizáció sebességét.

Az általános eredmény a spontán depolarizációs lejtő csökkenése és a pulzus csökkenése.

- M3 vevők

Muscarinic M3 receptor sematikus (Forrás: Takuma-sa a Wikimedia Commons segítségével)

Megtalálhatók simaizomokban (emésztőrendszer, hólyag, erek, hörgők), egyes exokrin mirigyekben és a központi idegrendszerben.

Ezek szintén kapcsolódnak a Gq fehérjéhez és pulmonális szinten hörgőszűkülést okozhatnak, miközben az érrendszer endotéliumára hatnak, felszabadítják a nitrogén-monoxidot (NO) és vazodilatációt okoznak.

- M4 és M5 vevők

Ezeket a receptorokat kevésbé jellemzik és vizsgálják, mint az előzőekben. Jelentettek a központi idegrendszerben és egyes perifériás szövetekben való jelenlétéről, de funkciói nem egyértelműek.

Az antagonisták

Ezeknek a receptoroknak az univerzális antagonistája az atropin, az Atropa belladonna növényből kivont alkaloid, amely nagy affinitással kötődik hozzájuk, ami kritériumot képez annak megkülönböztetésére, hogy a nikotin receptorok nem érzékenyek erre a molekulára.

Számos más antagonista anyag létezik, amelyek különböző affinitással rendelkező muszkarinreceptorokhoz kapcsolódnak. A különböző affinitási értékek kombinációja némelyikük számára pontosan szolgálta ezen receptorok beépítését a leírt kategóriák egyikébe vagy a másikba.

Más antagonisták részleges listája a következőket tartalmazza: pirenzepin, metoktramin, 4-DAMP, himbazin, AF-DX 384, tripitramin, darifenacin, PD 102807, AQ RA 741, pFHHSiD, MT3 és MT7; az utóbbi méreganyagokat a zöld és a fekete mambák mérgei tartalmazzák.

Az M1 receptorok például nagyon érzékenyek a pirenzepinre; az M2-k triptraminnal, metoktraminnal és hebazinnel; az M3-at 4-DAMP által; az M4 szoros kapcsolatban áll az MT3 toxinnal és a hebacinnel; Az M5-ek nagyon hasonlóak az M3-okhoz, de rájuk nézve kevésbé rokonok az AQ RA 741-hez.

Irodalom

1. Ganong WF: Neurotranszmitterek és neuromodulátorok, in: Review of Medical Physiology, 25. kiadás. New York, McGraw-Hill oktatás, 2016.
2. González JC: A muszkarinreceptorok szerepe a GABAerg transzmisszió modulálásában a hippokampuszban. Memória az orvos fokozatához. Madridi Autonóm Egyetem. 2013-ban.
3. Guyton AC, JE hall: A szív ritmikus gerjesztése, in: Orvosi élettani tankönyv, 13. kiadás; AC Guyton, JE Hall (szerk.). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
4. Piper HM: Herzerregung, in: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31. kiadás; RF Schmidt és munkatársai (szerk.). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
5. Schrader J, Gödeche A, Kelm M: Das Hertz, in: Physiologie, 6. kiadás; R Klinke és munkatársai (szerk.). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
6. Siegelbaum SA, Clapham DE, Schwartz JH: A szinaptikus átvitel modulálása: Második hírvivők, In: Neurális tudomány alapelvei, 5. kiadás; E Kandel és munkatársai (szerk.). New York, McGraw-Hill, 2013.