МУСКАРИНСКИ РЕЦЕПТОРИ: СТРУКТУРА, ВРСТЕ И ЊИХОВЕ ФУНКЦИЈЕ, АНТАГОНИСТИ - БИОЛОГИЈА - 2025

У мускарински рецептори су молекули који посредују поступке ацетилхолина (Ацх) и лоцирани во постсинаптичког мембрани синапси код кога је неуротрансмитер се ослобађа; његово име долази по осетљивости на мускарински алкалоид произведен гљивицом Аманита мусцариа.

У централном нервном систему постоји неколико неуронских склопова чији аксони ослобађају ацетилхолин. Неки од њих завршавају у самом мозгу, док већина чине моторне путеве скелетних мишића или ефекторске путеве аутономног нервног система за жлезде и срчане и глатке мишиће.

Неурорецептор ацетилхолин током синапсе и одговарајући рецептори у постсинаптичкој мембрани (Извор: корисник: Панцрат преко Викимедиа Цоммонс)

Ацетилхолин ослобођен на неуромускуларним спојницама скелетног мишића активира холинергичке рецепторе зване никотин, због њихове осетљивости на алкалоид никотин, који се такође налази у ганглионским синапсама аутономног нервног система (АНС).

Постганглионски неурони парасимпатичке поделе овог система врше своје функције ослобађањем ацетилколина који делује на мускаринске холинергичке рецепторе смештених на ћелијским мембранама ефектора и индукујући у њима електричне промене услед промене пропусности у њиховим јонским каналима.

Хемијска структура неуротрансмитера ацетилхолина (Извор: НЕУРОтикер виа Викимедиа Цоммонс)

Структура

Мускарински рецептори припадају групи метаботропних рецептора, термин који означава оне рецепторе који нису правилно ионски канали, већ протеинске структуре које, када се активирају, покрећу унутарћелијске метаболичке процесе који модификују активност правих канала.

Израз се користи за разликовање од ионотропних рецептора, који су прави јонски канали који се отварају или затварају директним деловањем неуротрансмитера, као што је случај са никотинским рецепторима који су већ споменути у неуромускуларним плочама скелетног мишића.

Унутар метаботропних рецептора, мускарински рецептори су укључени у групу познату као Г-протеин повезани рецептори, јер зависно од њиховог типа, њихово деловање посредује неким варијантама поменутог протеина, као што је Ги, инхибитор аденил циклазе, и Гк или Г11 који активирати фосфолипазу Ц (ПЛЦ).

Мускарински рецептори су дуготрајни мембрански протеини; Имају седам трансмембранских сегмената састављених од алфа-хелика који секвенцијално укрштају мембрански липидни слој. Унутра, на цитоплазматској страни, они се повезују са одговарајућим Г протеином који трансдукује лиганд-рецептор интеракције.

Врсте мускаринских рецептора и њихове функције

Најмање 5 врста мускаринских рецептора су идентификоване и означене су словом М, а затим број: М1, М2, М3, М4 и М5.

М1, М3 и М5 рецептори формирају М1 породицу и карактерише их повезаност са Гк или Г11 протеинима, док су М2 и М4 рецептори из М2 породице и повезани су са Ги протеином.

- М1 пријемници

Налазе се углавном у централном нервном систему, у егзокриним жлездама и у ганглијима аутономног нервног система. Они су повезани са протеином Гк, који активира ензим фосфолипаза Ц, који претвара фосфатидил инозитол (ПИП2) у инозитол трифосфат (ИП3), који ослобађа интрацелуларни Ца ++, и дијацилглицерол (ДАГ), који активира протеин киназу Ц.

- М2 пријемници

Налазе се углавном у срцу, углавном у ћелијама синоатријског чвора, на које делују смањујући своју учесталост пражњења, као што је описано у даљем тексту.

Срчани аутоматизам

М2 рецептори су проучавани у већој дубини на нивоу синоатријалног (СА) чвора срца, месту где се обично манифестује аутоматизација која периодично производи ритмичка узбуђења одговорна за срчану механичку активност.

Ћелије синоатријалног чвора, након сваког акционог потенцијала (АП) који покреће срчану систолу (контракцију), реполаришу се и врате на ниво од око -70 мВ. Али напон не остаје при тој вредности, већ се подвргава прогресивној деполаризацији до нивоа прага који покреће нови акциони потенцијал.

Ова прогресивна деполаризација настаје услед спонтаних промена у јонским струјама (И) које укључују: смањење К + излаза (ИК1), појаву улазне струје На + (Иф), а затим улаз Ца ++ (ИЦаТ), све док достигне праг и покреће се друга Ца ++ струја (ИЦаЛ) одговорна за акциони потенцијал.

Ако је излаз К + (ИК1) врло низак, а улазне струје На + (Ако) и Ца ++ (ИЦаТ) високе, деполаризација се брже дешава, акциони потенцијал и контракција се јављају раније, а фреквенција брзина откуцаја срца је већа. Супротно модификацијама у тим струјама нижа је фреквенција.

Метаботропне промене индуковане норепинефрином (симпатички) и ацетилхолином (парасимпатичким) могу променити ове струје. ЦАМП директно активира Ако канали, протеин киназа А (ПКА) фосфорилира и активира Ца ++ канале ИЦаТ, а βγ група Ги протеина активира К + излаз.

Мусцаринско деловање М2

Када се ацетилколин ослобођен постганглионским завршецима срчаних вагалних (парасимпатичких) влакана веже за М2 мускаринске рецепторе ћелија синоатријалног чвора, аи подјединица протеина Ги мења свој БДП за ГТП и одваја се, ослобађајући блок. βγ.

Подјединица αи инхибира аденил циклазу и смањује производњу цАМП, што смањује активност Иф и ПКА канала. Ова последња чињеница смањује фосфорилацију и активност Ца ++ канала за ИЦаТ; резултат је смањење деполаризационих струја.

Група која је формирана од βγ подјединица Ги протеина активира спољну К + струју (ИКАЦх) која има тенденцију да супротстави уласцима На + и Ца ++ и смањује брзину деполаризације.

Општи резултат је смањење нагиба спонтане деполаризације и смањење откуцаја срца.

- М3 пријемници

Шема мускаринских рецептора М3 (Извор: Такума-са преко Викимедиа Цоммонс)

Они се могу наћи у глатким мишићима (дигестивни систем, бешика, крвни судови, бронхији), у неким егзокриним жлездама и у централном нервном систему.

Такође су спојени са Гк протеинима и на плућном нивоу могу да изазову бронхоконстрикцију, а делујући на васкуларни ендотел, они ослобађају азотни оксид (НО) и узрокују вазодилатацију.

- М4 и М5 пријемници

Ови рецептори су мање окарактерисани и проучавани од претходних. Пријављено је његово присуство у централном нервном систему и у неким периферним ткивима, али његове функције нису јасно утврђене.

Антагонисти

Универзални антагонист ових рецептора је атропин, алкалоид екстрахован из биљке Атропа белладонна, који се на њих веже са високим афинитетом, што представља критеријум за разликовање од никотинских рецептора који су неосјетљиви на овај молекул.

Постоји велики број других антагонистичких супстанци које се везују за различите врсте мускаринских рецептора са различитим афинитетима. Комбинација различитих вредности афинитета за неке од њих служи управо за укључивање ових рецептора у једну или другу од описаних категорија.

Делимична листа осталих антагониста обухватаће: пирензепин, метоктрамин, 4-ДАМП, химбазин, АФ-ДКС 384, трипитрамин, дарифенацин, ПД 102807, АК РА 741, пФХХСиД, МТ3 и МТ7; токсини који се налазе у отровима зелене и црне мамбе.

М1 рецептори, на пример, имају високу осетљивост на пирензепин; М2 триптрамином, метоктрамином и химбазином; М3 од 4-ДАМП; М4 су уско повезани са токсином МТ3 и такође са химбацином; М5 су врло слични М3, али с обзиром на њих мање су повезани са АК РА 741.

Референце

1. Ганонг ВФ: Неуротрансмитери и неромодулатори, у: Преглед медицинске физиологије, 25. изд. Нев Иорк, МцГрав-Хилл Едуцатион, 2016.
2. Гонзалез ЈЦ: Улога мускаринских рецептора у модулацији ГАБАергичког преноса у хипокампусу. Памћење за квалификацију доктора. Аутономни универзитет у Мадриду. 2013.
3. Гуитон АЦ, Халл ЈЕ: Ритмичко узбуђење срца, у: Уџбеник медицинске физиологије, 13. изд; АЦ Гуитон, ЈЕ Халл (ур.). Пхиладелпхиа, Елсевиер Инц., 2016.
4. Пипер ХМ: Херзеррегунг, у: Пхисиологие дес Менсцхен мит Патхопхисиологие, 31. изд; РФ Сцхмидт и др. (Ур.). Хеиделберг, Спрингер Медизин Верлаг, 2010.
5. Сцхрадер Ј, Годецхе А, Келм М: Дас Хертз, у: Пхисиологие, 6. изд; Р Клинке и др. (Ур.). Стуттгарт, Георг Тхиеме Верлаг, 2010.
6. Сиегелбаум СА, Цлапхам ДЕ, Сцхвартз ЈХ: Модулација синаптичке трансмисије: други гласници, у: Принципи неуролошке науке, 5. изд; Е Кандел и др. (Ур.). Нев Иорк, МцГрав-Хилл, 2013.