- Будова
- Типи мускаринових рецепторів та їх функції
- - приймачі М1
- - приймачі М2
- Серцевий автоматизм
- Мускаринова дія М2
- - приймачі М3
- - приймачі М4 та М5
- Антагоністи
- Список літератури
Ці мускаринові рецептори представляють собою молекули , які опосередковують дії ацетилхоліну (ACh) і розташовані в постсинаптичні мембрані синапсів , в якому вказаний нейромедіатор вивільняється; його назва походить від чутливості до алкалоїду мускарину, що виробляється грибом Amanita muscaria.
У центральній нервовій системі є кілька нейрональних зборів, аксони яких вивільняють ацетилхолін. Деякі з них опиняються в самому мозку, в той час як більшість складають рухові шляхи скелетних м’язів або ефекторні шляхи вегетативної нервової системи для залоз, серцевої та гладкої мускулатури.
Нейрорецептор ацетилхоліну під час синапсу та його відповідні рецептори на постсинаптичній мембрані (Джерело: користувач: Панкрат через Wikimedia Commons)
Ацетилхолін, що виділяється в нервово-м’язових стиках скелетних м’язів, активізує холінергічні рецептори, які називаються нікотиновими рецепторами, завдяки їх чутливості до алкалоїдного нікотину і які також містяться в гангліонічних синапсах вегетативної нервової системи (АНС).
Постгангліонарні нейрони парасимпатичного поділу цієї системи здійснюють свої функції, вивільняючи ацетилхолін, який діє на мускаринові холінергічні рецептори, розташовані на мембранах ефекторних клітин, та індукуючи в них електричні модифікації через зміни проникності їх іонних каналів.
Хімічна структура нейромедіатора ацетилхоліну (Джерело: NEUROtiker через Wikimedia Commons)
Будова
Мускаринові рецептори належать до сімейства метаботропних рецепторів, термін, який позначає ті рецептори, які є не належним чином іонними каналами, а швидше білковими структурами, які при активації запускають внутрішньоклітинні обмінні процеси, що змінюють активність справжніх каналів.
Термін використовується для диференціації їх від іонотропних рецепторів, які є справжніми іонними каналами, що відкриваються або закриваються при безпосередній дії нейромедіатора, як це стосується нікотинових рецепторів, про які вже говорилося в нервово-м’язових пластинах скелетного м’яза.
У межах метаботропних рецепторів мускаринові рецептори входять у групу, відому як рецептори, пов'язані з G-білками, оскільки залежно від їх типу їх дія опосередковується деякими варіантами згаданого білка, наприклад, Gi, інгібітором аденілциклази та Gq або G11, які активують фосфоліпазу C (PLC).
Мускаринові рецептори - це довгі цілісні мембранні білки; Вони мають сім трансмембранних сегментів, складених з альфа-спіралей, які послідовно перетинають мембранний ліпідний двошаровий. Усередині цитоплазматичної сторони вони асоціюються з відповідним білком G, який трансдукує взаємодію ліганд-рецептор.
Типи мускаринових рецепторів та їх функції
Принаймні 5 типів мускаринових рецепторів були ідентифіковані та позначені за допомогою літери М з наступним номером, а саме: М1, М2, М3, М4 та М5.
Рецептори М1, М3 і М5 утворюють сімейство М1 і характеризуються їх зв'язком з білками Gq або G11, тоді як рецептори М2 і М4 - з сімейства М2 і пов'язані з білком Gi.
- приймачі М1
Вони знаходяться в основному в центральній нервовій системі, в екзокринних залозах і в гангліях вегетативної нервової системи. Вони поєднуються з білком Gq, який активує фермент фосфоліпазу С, який перетворює фосфатидил інозитол (PIP2) в інозитол трифосфат (IP3), який вивільняє внутрішньоклітинний Са ++, і діацилгліцерин (DAG), який активує протеїнкіназу С.
- приймачі М2
Вони знаходяться головним чином у серці, головним чином у клітинах синоатріального вузла, на який вони діють, зменшуючи частоту їх розряду, як описано нижче.
Серцевий автоматизм
Рецептори М2 були вивчені з більшою глибиною на рівні синоатріального (SA) вузла серця, місця, де зазвичай проявляється автоматичність, яка періодично виробляє ритмічні збудження, що відповідають за серцеву механічну активність.
Клітини синоатріального вузла після кожного потенціалу дії (АР), який запускає серцеву систолу (скорочення), реполяризуються і повертаються до рівня близько -70 мВ. Але напруга не залишається на цій величині, а зазнає прогресивної деполяризації до порогового рівня, що запускає новий потенціал дії.
Ця прогресуюча деполяризація обумовлена спонтанними змінами іонних струмів (I), які включають: зменшення виходу K + (IK1), появу вхідного струму Na + (If) і потім вхідного Ca ++ (ICaT), до він досягає порогу і спрацьовує інший струм Са ++ (ICaL), що відповідає за потенціал дії.
Якщо вихід K + (IK1) дуже низький, а вхідні струми Na + (Якщо) та Са ++ (ICaT) високі, деполяризація відбувається швидше, потенціал дії та скорочення відбуваються раніше, а частота ЧСС вище. Протилежні модифікації в цих струмах знижують частоту.
Метаботропні зміни, викликані норадреналіном (симпатичним) та ацетилхоліном (парасимпатиком), можуть змінювати ці струми. CAMP безпосередньо активується, якщо канали, протеїнкіназа A (PKA) фосфорилює і активує Ca ++ канали ICaT, а βγ група Gi білка активує вихід K +.
Мускаринова дія М2
Коли ацетилхолін, що виділяється постгангліонарними закінченнями серцевих вагусних (парасимпатичних) волокон, зв'язується з М2 мускариновими рецепторами клітин синоатріального вузла, α-субодиниця білка Gi обмінює свій ВВП на GTP і відокремлюється, звільняючи блок. βγ.
Субодиниця αi інгібує аденілциклазу і зменшує вироблення цАМФ, що знижує активність каналів If і PKA. Цей останній факт знижує фосфорилювання та активність Ca ++ каналів для ICaT; результат - зменшення деполяризуючих струмів.
Група, утворена βγ-субодиницями білка Gi, активує зовнішній К + струм (IKACh), який прагне протидіяти введенням Na + і Ca ++ і знижує швидкість деполяризації.
Загальний результат - зменшення нахилу спонтанної деполяризації та зниження частоти серцевих скорочень.
- приймачі М3
Мускариновий рецептор М3 схематичний (Джерело: Takuma-sa через Wikimedia Commons)
Вони можуть бути виявлені в гладких м’язах (травна система, сечовий міхур, судини, бронхи), в деяких екзокринних залозах, в центральній нервовій системі.
Вони також поєднуються з білком Gq і, на легеневому рівні, можуть спричинити бронхозвуження, діючи на ендотелій судин, вони виділяють оксид азоту (NO) і викликають розширення судин.
- приймачі М4 та М5
Ці рецептори менш характерні та вивчені, ніж попередні. Повідомлялося про його наявність у центральній нервовій системі та в деяких периферичних тканинах, проте її функції чітко не встановлені.
Антагоністи
Універсальним антагоністом цих рецепторів є атропін, алкалоїд, витягнутий з рослини Atropa belladonna, який зв’язується з ними з високою спорідненістю, що є критерієм для диференціації їх від нікотинових рецепторів, нечутливих до цієї молекули.
Існує велика кількість інших речовин-антагоністів, які зв'язуються з різними типами спорідненості мускаринових рецепторів. Поєднання різних значень спорідненості для деяких з них слугувало саме для включення цих рецепторів до тієї чи іншої з описаних категорій.
Частковий список інших антагоністів включав би: пірензепін, метоктрамін, 4-DAMP, хімбазин, AF-DX 384, тритрітрамін, дарифенацин, PD 102807, AQ RA 741, pFHHSiD, MT3 і MT7; токсини, останні містяться в отрутах зеленої та чорної мамб відповідно.
Наприклад, рецептори М1 мають високу чутливість до пірензепіну; М2 триптраміном, метоктраміном та хімбазином; M3s 4-DAMP; М4 тісно пов'язані з токсином MT3, а також з гімбацином; M5 дуже схожі на M3, але стосовно них вони менш пов'язані з AQ RA 741.
Список літератури
- Ganong WF: Нейромедіатори та нейромодулятори, в: Огляд медичної фізіології, 25-е видання. Нью-Йорк, освіта McGraw-Hill, 2016.
- González JC: Роль мускаринових рецепторів у модуляції передачі GABAergic у гіпокампі. Пам'ять, щоб отримати кваліфікацію доктора. Автономний університет Мадрида. 2013 рік.
- Гайтон AC, Hall JE: Ритмічне збудження серця, у: Підручник медичної фізіології, 13-е видання; AC Guyton, JE Hall (ред.). Філадельфія, Elsevier Inc., 2016.
- Пайпер HM: Herzerregung, у: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31-е видання; RF Schmidt et al. (Eds). Гейдельберг, Springer Medizin Verlag, 2010.
- Schrader J, Gödeche A, Kelm M: Das Hertz, у: Physiologie, 6-е видання; R Klinke та ін (ред.). Штутгарт, Георг Тіє Верлаг, 2010.
- Siegelbaum SA, Clapham DE, Schwartz JH: Модуляція синаптичної передачі: Другі месенджери, В: Принципи нейронної науки, 5-е видання; E Kandel et al (ред.). Нью-Йорк, McGraw-Hill, 2013.