MUSKARINO RECEPTORIAI: STRUKTŪRA, TIPAI IR JŲ FUNKCIJOS, ANTAGONISTAI - BIOLOGIJA - 2025

Kad muskarino yra molekulės, kurios sukelia aukščiau acetilcholino (ACH) veiksmus ir yra toje postsynaptic membrana sinapsių, kurioje minėtų neuromediatorių yra išleidžiamas; jo pavadinimas kilęs iš jautrumo muskarino alkaloidui, kurį gamina grybas Amanita muscaria.

Centrinėje nervų sistemoje yra keli neuronų mazgai, kurių aksonai išskiria acetilcholiną. Kai kurie iš jų patenka į pačias smegenis, o dauguma sudaro skeleto raumenų motorinius kelius arba autonominės nervų sistemos efektorinius takus liaukoms, širdies ir lygiesiems raumenims.

Acetilcholino neuroreceptorius sinapsės metu ir jo atitinkami receptoriai ant postsinapsinės membranos (Šaltinis: vartotojas: „Pancrat“ per „Wikimedia Commons“)

Acetilcholinas, išleistas skeleto raumenų nervų ir raumenų jungtyse, suaktyvina cholinerginius receptorius, vadinamus nikotino receptoriais, dėl jų jautrumo alkaloidui nikotinui, kurie taip pat randami autonominės nervų sistemos (ANS) ganglioninėse sinapsėse.

Šios sistemos parasimpatinio padalijimo postganglioniniai neuronai atlieka savo funkcijas, atpalaiduodami acetilcholiną, veikiantį muskarininius cholinerginius receptorius, esančius efektorinių ląstelių membranose, ir sukeldami juose elektrines modifikacijas dėl jų jonų kanalų pralaidumo pokyčių.

Cheminė neuromediatoriaus acetilcholino struktūra (Šaltinis: NEUROtiker per Wikimedia Commons)

Struktūra

Muskarininiai receptoriai priklauso metabotropinių receptorių šeimai - terminas, nurodantis tuos receptorius, kurie nėra tinkamai joniniai kanalai, o baltymų struktūros, kurios, suaktyvinusios, sukelia tarpląstelinius metabolinius procesus, keičiančius tikrųjų kanalų aktyvumą.

Šis terminas vartojamas norint atskirti juos nuo jonotropinių receptorių, kurie yra tikri joniniai kanalai, kurie atidaromi ar uždaromi tiesioginiu neurotransmiterio veikimu, kaip tai daroma nikotino receptorių atveju, kurie jau minimi griaučių raumenų neuromuskulinėse plokštelėse.

Metabotropiniuose receptoriuose muskarininiai receptoriai yra įtraukti į grupę, vadinamą su G-baltymu sujungtiems receptoriams, nes, atsižvelgiant į jų tipą, jų veikimą skatina kai kurie minėto baltymo variantai, pavyzdžiui, Gi, adenilo ciklazės inhibitorius, ir Gq ar G11, kurie suaktyvinti fosfolipazės C (PLC).

Muskarininiai receptoriai yra ilgi integruotos membranos baltymai; Jie turi septynis transmembraninius segmentus, sudarytus iš alfa spiralių, kurios paeiliui kerta membranos lipidų dvisluoksnį sluoksnį. Viduje, citoplazmos pusėje, jie asocijuojasi su atitinkamu G baltymu, kuris perduoda ligando ir receptoriaus sąveiką.

Muskarininių receptorių tipai ir jų funkcijos

Buvo nustatyti bent 5 muskarininių receptorių tipai, žymimi raide M, po kurios eina skaičius, būtent: M1, M2, M3, M4 ir M5.

M1, M3 ir M5 receptoriai sudaro M1 šeimą ir pasižymi jų asociacija su Gq arba G11 baltymais, o M2 ir M4 receptoriai yra iš M2 šeimos ir yra susiję su Gi baltymu.

- M1 imtuvai

Jų daugiausia yra centrinėje nervų sistemoje, egzokrininėse liaukose ir autonominės nervų sistemos ganglijose. Jie yra sujungti su baltymu Gq, kuris aktyvina fermentą fosfolipazę C, kuris paverčia fosfatidilinozitolį (PIP2) į inozitolio trifosfatą (IP3), kuris išskiria ląstelėje esantį Ca ++, ir diacilglicerolį (DAG), kuris aktyvina baltymo kinazę C.

- M2 imtuvai

Jie randami daugiausia širdyje, daugiausia sinoatrialinio mazgo ląstelėse, kuriose jie veikia mažindami iškrovos dažnį, kaip aprašyta toliau.

Širdies automatizmas

M2 receptoriai buvo išsamiau ištirti širdies sinoatrinio (SA) mazgo lygyje - vietoje, kur paprastai pasireiškia automatiškumas, periodiškai sukeliantis ritminius sužadinimus, atsakingus už širdies mechaninį aktyvumą.

Sinoatrinio mazgo ląstelės po kiekvieno veikimo potencialo (AP), sukeliančio širdies sistolę (susitraukimą), repoliarizuojasi ir grįžta į maždaug -70 mV lygį. Bet įtampa nelieka toje vertėje, bet patiria laipsnišką depoliarizaciją iki slenksčio lygio, kuris sužadina naują veikimo potencialą.

Ši progresuojanti depoliarizacija atsiranda dėl spontaniškų joninių srovių (I) pokyčių, kurie apima: K + išėjimo (IK1) sumažėjimą, Na + (jei) įvesties srovės atsiradimą, o paskui Ca ++ (ICaT) įvestį. jis pasiekia slenkstį ir suveikia kita Ca ++ srovė (ICaL), atsakinga už veikimo potencialą.

Jei K + (IK1) išėjimas yra labai mažas, o Na + (jei) ir Ca ++ (ICaT) įėjimo srovės yra didelės, depoliarizacija vyksta greičiau, veiksmo potencialas ir susitraukimas įvyksta anksčiau, o dažnis širdies ritmas yra didesnis. Priešingos tų srovių modifikacijos sumažina dažnį.

Metabotropiniai pokyčiai, kuriuos sukelia norepinefrinas (simpatinis) ir acetilcholinas (parasimpatinis), gali pakeisti šias sroves. CAMP tiesiogiai suaktyvina Jei kanalai, baltymo kinazė A (PKA) fosforiluojasi ir aktyvuoja ICaT Ca ++ kanalus, o βγ grupė Gi baltymo aktyvina K + išėjimą.

Muskarininis veiksmas M2

Kai acetilcholinas, išsiskiriantis iš širdies vagalinių (parasimpatinių) skaidulų posganglioninių galūnių, jungiasi su sinoatrialinio mazgo ląstelių M2 muskarininiais receptoriais, Gi baltymo αi subvienetas keičia GTP savo BVP ir atsiskiria, atlaisvindamas bloką. βγ.

Αi subvienetas slopina adenilo ciklazę ir sumažina cAMP gamybą, o tai sumažina If ir PKA kanalų aktyvumą. Šis paskutinis faktas sumažina Ca ++ kanalų fosforilinimą ir aktyvumą ICaT; rezultatas yra depoliarizuojančių srovių sumažėjimas.

Grupė, kurią sudaro Gi baltymo βγ subvienetai, suaktyvina išorinę K + srovę (IKACh), kuri yra linkusi neutralizuoti Na + ir Ca ++ įėjimus ir mažina depolarizacijos greitį.

Bendras rezultatas yra spontaninio depoliarizacijos nuolydžio sumažėjimas ir širdies ritmo sumažėjimas.

- M3 imtuvai

Muskarino M3 receptorių schema (Šaltinis: „Takuma-sa“ per „Wikimedia Commons“)

Jų galima rasti lygiuosiuose raumenyse (virškinimo sistemoje, šlapimo pūslėje, kraujagyslėse, bronchuose), kai kuriose egzokrininėse liaukose ir centrinėje nervų sistemoje.

Jie taip pat yra sujungti su Gq baltymais ir plaučių lygmenyje gali sukelti bronchų susiaurėjimą, o veikdami kraujagyslių endotelį, jie išskiria azoto oksidą (NO) ir sukelia kraujagyslių išsiplėtimą.

- M4 ir M5 imtuvai

Šie receptoriai yra mažiau apibūdinami ir tiriami nei ankstesni. Buvo pranešta apie jo buvimą centrinėje nervų sistemoje ir kai kuriuose periferiniuose audiniuose, tačiau jo funkcijos nėra tiksliai nustatytos.

Antagonistai

Universalus šių receptorių antagonistas yra atropinas, alkaloidas, išgaunamas iš augalo Atropa belladonna, kuris jungiasi su jais dideliu afinitetu, o tai yra kriterijus atskirti juos nuo nikotininių receptorių, kurie nejautrūs šiai molekulei.

Yra daugybė kitų antagonistinių medžiagų, kurios jungiasi su skirtingais afinitetų muskarininių receptorių tipais. Skirtingų afinitetų verčių derinys kai kuriems iš jų pasitarnavo tiksliai įtraukiant šiuos receptorius į vieną ar kitą aprašytą kategoriją.

Dalinį kitų antagonistų sąrašą sudaro: pirenzepinas, metoktraminas, 4-DAMP, himbazinas, AF-DX 384, tripitraminas, darifenacinas, PD 102807, AQ RA 741, pFHHSiD, MT3 ir MT7; toksinų, kurių pastarieji yra atitinkamai žaliųjų ir juodųjų žinduolių nuoduose.

Pvz., M1 receptoriai yra labai jautrūs pirenzepinui; M2s, naudojant tripttraminą, metoktraminą ir himbaziną; M3 4-DAMP; M4 yra glaudžiai susiję su MT3 toksinu, taip pat su hebacinu; M5 yra labai panašūs į M3, tačiau jų atžvilgiu AQ RA 741 yra mažiau susiję.

Nuorodos

1. Ganong WF: neuromediatoriai ir neuromoduliatoriai, in: Medicinos fiziologijos apžvalga, 25-asis leidimas. Niujorkas, „McGraw-Hill Education“, 2016 m.
2. „González JC“: Muskarininių receptorių vaidmuo keičiant GABAerginį perdavimą hipokampo srityje. Atmintis norint gauti gydytojo laipsnį. Autonominis Madrido universitetas. 2013 metai.
3. Guyton AC, JE salė: Ritminis širdies sužadinimas, in: Medicininės fiziologijos vadovėlis, 13-asis leidimas; AC Guyton, JE salė (red.). Filadelfijoje, „Elsevier Inc.“, 2016 m.
4. Piper H. M.: Herzerregung, in: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31-asis leidimas; RF Schmidt ir kt. (Red.). Heidelbergas, „Springer Medizin Verlag“, 2010 m.
5. Schraderis J, Gödeche A, Kelmas M: Das Hertz, in: Physiologie, 6-asis leidimas; R Klinke ir kt. (Red.). Štutgartas, Georg Thieme Verlag, 2010 m.
6. Siegelbaum SA, Clapham DE, Schwartz JH: Sinapsinio perdavimo moduliacija: Antrieji pasiuntiniai, In: Neuroninių mokslų principai, 5-asis leidimas; E Kandelis ir kt. (Red.). Niujorkas, McGraw-Hill, 2013 m.