ADRENERGIČNI RECEPTORJI: LOKACIJA, FUNKCIJE IN RAZVRSTITEV - BIOLOGIJA - 2026

V adrenergične receptorje so beljakovinske molekule, ki se nahajajo na celičnih membranah, od katerega je kateholamini adrenalin (A) in noradrenalina (NA) delujejo njihove učinke. Ime izvira iz imena prve od teh snovi, adrenalina.

Adrenalin je ime, s katerim je že od 19. stoletja znano, da je snov, ki olajša organske odzive, povezane z bojnimi ali beženjskimi reakcijami, in ki so jih odkrile celice v možganskem mozgu žleze, ki se nahajajo v zgornjem polu vsake ledvice.

Signalne poti adrenergičnih receptorjev (Vir: Sven Jähnichen. Delno prevedel Mikael Häggström / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) prek Wikimedia Commons)

Zaradi anatomske povezanosti z ledvicami so te žleze imenovali "nadledvični", kar kaže na njihov položaj v zgornjem delu ledvic ali tudi nadledvičnice, kar kaže na njihovo bližino ali soroden odnos s temi organi.

Čeprav etimologija grških „epi“ (zgoraj) in „nephros“ (ledvica) ni imela velikega vpliva na poimenovanje žlez, je vplivala na poimenovanje omenjenih snovi, ki so znane tudi kot epinefrin in norepinefrin.

Vendar so latinske besede prevladovale kot korenine za določitev nomenklature vseh dejavnikov, povezanih s tema dvema snovma, in zato govorimo o adrenergičnih ali noradrenergičnih celicah, vlaknih, sistemih ali receptorjih in ne o epinefrinergičnih ali noradrenalfrinegikih.

Adrenergični receptorji sodijo v razred metabotropnih receptorjev, vezanih na heterotrimerični protein. So dolgi integralni proteini, ki segajo od zunaj celice in imajo 7 α-vijačnih segmentov, ki zaporedno prečkajo debelino membrane, tvorijo zanke zunaj in znotraj membrane in se končajo na citoplazmatskem koncu.

Lokacija adrenergičnih receptorjev

Adrenergični receptorji se nahajajo v centralnem živčnem sistemu in v mnogih visceralnih sestavnih delih telesa.

V centralnem živčnem sistemu

V centralnem živčnem sistemu (CNS) so nameščene v postsinaptičnih membranah sinaps, ki jih tvorijo aksonski konci, ki izvirajo iz adrenergičnih ali noradrenergičnih celičnih jeder možganskega stebla.

Z izjemo receptorjev β3 so bile v centralnem živčnem sistemu identificirane vse dotlej opisane vrste adrenergičnih receptorjev, zlasti v terminalnih območjih noradrenergičnih projekcij, ki izvirajo iz lokule cerulea, vključno z optičnim talamusom, hipotalamusom, limbičnim sistemom. in možgansko skorjo.

V notranjosti

Glede visceralnih adrenergičnih receptorjev so različnih vrst in se večinoma nahajajo v membranah visceralnih efektorskih celic, na katerih prenehajo postganglionski aksoni simpatičnega oddelka avtonomnega živčnega sistema, pri čemer se sprošča predvsem norepinefrin.

Sem so vključene sestavine srčno-žilnega sistema, kot so celice vzbujevalno-prevodnega sistema srca ter atrijski in ventrikularni delovni miokard, pa tudi arteriolarne gladke mišice žil v koži in sluznici, trebušni regiji, skeletni mišici, obtoku. koronarna arterija, vene, erektilno tkivo spolnih organov in možganov.

Prebavila

Prebavila imajo v svojih vzdolžnih in krožnih mišicah adrenergične receptorje, ki so odgovorni za peristaltično gibanje in tudi na ravni sfinkterjev.

Izražajo jih jetrne celice in α in β celice otočkov Langerhansov trebušne slinavke, ki so povezane s proizvodnjo in sproščanjem glukagona in inzulina.

Genito-urinski sistem

Kar zadeva genito-sečni sistem, se njegova prisotnost zazna v jukstaglomerularnih celicah in v cevastih celicah ledvice, v detruzorni mišici in v trigonu mehurja (notranji sfinkter), v semenskih mehurčkih, prostati, kanalu brani in maternice.

Prisotni so tudi v drugih strukturah, kot so mišica z dilatatorjem zenice, gladke mišice traheo-bronhijev, kožne piloerektorske mišice, sluznice žlez slinavk, kot so submaksilarna, pinealna žleza in maščobno tkivo.

Nekateri od teh receptorjev se nahajajo tudi na visceralnih celicah na območjih, ki so daleč od simpatičnih končičev, zato jih ne stimulira norepinefrin, glavna snov, ki jo sproščajo ti končiči, ampak adrenalin, glavna snov, ki jo sprošča nadledvična medula in deluje kot hormon.

Lastnosti

Adrenergični receptorji posredujejo učinke, ki jih sproži simpatični živčni sistem na različne komponente visceralnega efektorja, na katere deluje, s spreminjanjem njihove ravni aktivnosti.

Ti učinki so tako raznoliki, kot je njihova porazdelitev v visceralni komponenti in različni tipi in podtipi receptorjev, prisotni v vsakem tkivu telesa, so različni.

Funkcije so povezane z odzivi, ki jih v efektorjih sproži aktiviranje adrenergičnih receptorjev, ko se ti vežejo na njihove ligande (adrenalin ali noradrenalin).

Ti odzivi vključujejo krčenje ali sproščanje gladkih mišic (odvisno od upoštevanega visceralnega sektorja), izločanje ali inhibicijo izločanja snovi in ​​nekatera presnovna dejanja, kot sta lipoliza ali glikogenoliza.

Razvrstitev adrenergičnih receptorjev

Za njihovo identifikacijo in razvrstitev so bila uporabljena farmakološka merila. Eden od njih je določitev relativne učinkovitosti ekvimolarnih odmerkov snovi, ki reproducirajo (simpatomimetično) učinke aktivacije različnih vrst receptorjev, druga pa uporablja simpatolitične snovi za blokiranje teh učinkov.

S temi postopki je bilo skupaj z drugimi, kot sta določanje njihovih molekulskih struktur in kloniranje genov, mogoče ugotoviti obstoj dveh velikih kategorij adrenergičnih receptorjev:

- alfa (α) in

- receptorje beta (β).

Od prvih sta bili prepoznani dve podtipi: α1 in α2, od slednjih pa podtipi β1, β2 in β3.

Tako norepinefrin kot epinefrin imata enako intenzivnost učinkov na receptorje α1 in β3. Norepinefrin ima močnejši učinek na receptorje β1 kot epinefrin; medtem ko je adrenalin močnejši od norepinefrina na α2 in β2.

- alfa adrenergične receptorje

Α1 receptorji

Ti receptorji se nahajajo v gladki mišici večine žilnih postelj, v sfinkterjih prebavil in v notranjem sfinkterju mehurja, v mišici dilatatorja zenice, v piloerektorski mišici, v semenskih mehurčkih oz. prostata, vas deferens, submaksilarna žleza slinavk in ledvični tubuli.

Aktivacija vseh teh efektorjev je odvisna od ravni citosolnega kalcija (Ca2 +), ki je odvisen od njegovega sproščanja s svojega skladišča v sarkoplazmatskem retikulu; sproščanje, ki nastane, ko se kalcijevi kanali odprejo, aktivirana z molekulo, imenovano inozitol trifosfat ali IP3.

Receptorji α1 so povezani z G proteinom, imenovanim Gq, s tremi podenotami: αq, β in γ.

Ko se receptor aktivira s svojim ligandom, se protein disociira v βγ in αq komponento, ki aktivira encim fosfolipaza. Iz membranskega inozitol-difosfata (PIP2) nastaja diacilglicerol. Diacilglicerol aktivira protein kinazo C in IP3, kar spodbuja sproščanje kalcija v citoplazmo.

Α2 receptorja

Njihova prisotnost je bila opisana v vzdolžni in krožni muskulaturi prebavil, kjer delujejo tako, da zavirajo njegovo gibljivost. Lokalizirani so tudi v β celicah trebušne slinavke, kjer zavirajo izločanje insulina.

Izražajo se tudi kot avtoreceptorji na ravni presinaptične membrane simpatičnih noradrenergičnih varikozitet, kjer se aktivirajo sproščeni norepinefrin in delujejo kot mehanizem negativne povratne informacije, kar zavira naknadno izločanje nevrotransmiterja.

Receptorji α2 delujejo skupaj z beljakovinami Gi, imenovanimi zato, ker njegova alfa podenota (αi), ko se loči od βγ kompleksa, povzroči inhibicijo adenil ciklaze in zmanjša raven znotrajcelične cAMP, s čimer zmanjša aktivnost protein kinaze A (PKA). Od tod tudi zaviralni učinek teh receptorjev.

- beta adrenergični receptorji

Β1 receptorji

Nahajajo se na nivoju srčnih spodbujevalnikov celic sinoatrijskega vozlišča, pa tudi v sistemu prevodnosti srčnega vzbujanja in v kontraktilnem miokardu, na katerih lokacijah spodbujajo povečanje frekvence (kronotropizem +) in hitrosti prevodnosti (dromotropizem + ), sila krčenja (inotropizem +) in hitrost sproščanja (lusotropizem +) srca.

Opisani so bili tudi v muskulaturi prebavil (ki jo zavirajo) in v celicah jukstaglomerularnega aparata ledvice (kjer pospešujejo izločanje renina).

Vsi beta podobni receptorji (β1, β2 in β3) so Gs proteini povezani. Podpis "s" se nanaša na stimulacijsko aktivnost encima adenil ciklaza, ki se sproži, ko receptor komunicira s svojim ligandom in sprosti α-enoto.

CAMP aktivira PKA in ta je odgovoren za fosforilirajoče beljakovine, kot so kanali, črpalke ali encimi, ki posredujejo odzive na receptorje.

Β2 receptorja

Razkrili so se na ravni gladke mišice, ki se nahaja v arteriolah skeletne mišice, v detruzorju mišice mehurja, maternice in v sapničnih mišicah, kar sproži sprostitev pri vseh njih.

Diagram kristalne strukture adrenergičnega receptorja beta 2 (Vir: S. Jähnichen / Javna domena prek Wikimedia Commons)

Izražajo se tudi v pinealni žlezi (kjer spodbujajo sintezo melatonina), v jetrih (kjer spodbujajo glikolizo in glukoneogenezo) in v celicah maščobnega tkiva (kjer spodbujajo lipolizo in sproščanje maščobnih kislin v kri) prost).

Β3 receptorji

Te so bile zadnje ugotovljene. Kot že omenjeno, se njihova prisotnost ne dogaja v centralnem živčnem sistemu, temveč je omejena na obrobje telesa, kjer so nameščene izključno na ravni celic rjavega maščobnega tkiva in so neposredno vključene v proizvodnjo toplote. prek lipidnega katabolizma v tem tkivu.

Reference

1. Ganong WF: Nevrotransmiterji in nevromodulatorji, v: Pregled medicinske fiziologije, 25. izd. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. Guyton AC, dvorana JE: Avtonomni živčni sistem in nadledvična medula, v: Učbenik medicinske fiziologije, 13. izd .; AC Guyton, dvorana JE (ur.). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
3. Jänig W: Vegetatives Nervensystem, v: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31. izd; RF Schmidt in sod. (Ur.). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
4. Prodajalec H: Neurovegetative Regulationen, v: Physiologie, 6. izd; R Klinke in sod. (Ur.). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Siegelbaum SA, Clapham DE, Schwartz JH: Modulacija sinaptičnega prenosa: Drugi glasniki, V: Načela nevronske znanosti, 5. izd; E Kandel et al (ur.). New York, McGraw-Hill, 2013.