RECEPTORY ADRENERGICZNE: LOKALIZACJA, FUNKCJE I KLASYFIKACJA - BIOLOGIA - 2025

Na adrenergiczne receptory są to cząsteczki białek znajdujących się w błonie komórkowej, na którym adrenalina katecholaminy (A) i noradrenalina (NA) wywierają swoje działanie. Jej nazwa pochodzi od nazwy pierwszej z tych substancji - adrenaliny.

Adrenalina to z kolei nazwa, pod którą od XIX wieku znana jest substancja ułatwiająca organiczne reakcje związane z reakcjami walki lub ucieczki, którą odkryto jako opracowywaną i wydzielaną przez komórki w szpiku gruczoły znajdujące się w górnym biegunie każdej nerki.

Sygnalizacja szlaków receptorów adrenergicznych (Źródło: Sven Jähnichen. Częściowo przetłumaczone przez Mikael Häggström / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) przez Wikimedia Commons)

Ze względu na ich anatomiczne powiązania z nerkami gruczoły te nazywano „nadnerczami”, aby wskazać ich położenie w górnej części nerek, a także nadnerczami, aby wskazać ich bliskość lub ciągły związek z tymi organami.

Chociaż etymologia greckich „epi” (powyżej) i „nephros” (nerka) nie miała większego wpływu na nazewnictwo gruczołów, to jednak miała wpływ na nazewnictwo wspomnianych substancji, które są również znane jako epinefryna i norepinefryna.

Jednak to łacińskie słowa przeważyły ​​jako rdzenie, aby ustalić nazewnictwo wszystkich czynników związanych z tymi dwiema substancjami i dlatego mówimy o komórkach, włóknach, układach lub receptorach adrenergicznych lub noradrenergicznych, a nie o epinefrynergicznych lub norepinefrynegicznych.

Receptory adrenergiczne należą do klasy heterotrimerycznych receptorów metabotropowych sprzężonych z białkiem G. Są to długie integralne białka, które rozciągają się na zewnątrz komórki i mają 7 odcinków α-helisy, które kolejno przekraczają grubość błony, tworzą pętle na zewnątrz i wewnątrz błony i kończą się na cytoplazmatycznym końcu.

Lokalizacja receptorów adrenergicznych

Receptory adrenergiczne znajdują się w ośrodkowym układzie nerwowym oraz w wielu trzewnych częściach ciała.

W ośrodkowym układzie nerwowym

W ośrodkowym układzie nerwowym (OUN) znajdują się w błonach postsynaptycznych synaps utworzonych przez zakończenia aksonów, które powstają w jądrach komórek adrenergicznych lub noradrenergicznych pnia mózgu.

Z wyjątkiem receptorów β3, wszystkie dotychczas opisane typy receptorów adrenergicznych zostały zidentyfikowane w ośrodkowym układzie nerwowym, zwłaszcza w końcowych obszarach wypustek noradrenergicznych pochodzących z locus cerulean, w tym we wzgórzu wzrokowym, podwzgórzu, układzie limbicznym. i kora mózgowa.

W trzewiach

Jeśli chodzi o trzewne receptory adrenergiczne, to są one różnego rodzaju i znajdują się w większości w błonach trzewnych komórek efektorowych, na których kończą się pozwojowe aksony współczulnego podziału autonomicznego układu nerwowego, uwalniając głównie noradrenalinę.

Uwzględniono tu składniki układu sercowo-naczyniowego, takie jak komórki układu pobudzająco-przewodzącego serca i pracującego mięśnia sercowego przedsionkowo-komorowego, a także mięsień gładki tętniczek naczyń skóry i błon śluzowych, okolice brzucha, mięsień szkieletowy, krążenie. tętnicy wieńcowej, żył, tkanki erekcyjnej narządów płciowych i mózgu.

Przewód pokarmowy

W przewodzie pokarmowym znajdują się receptory adrenergiczne w mięśniach podłużnych i okrężnych, odpowiedzialne za ruchy perystaltyczne, a także na poziomie zwieraczy.

Są wyrażane przez komórki wątroby oraz komórki α i β wysepek Langerhansa trzustki, które są związane z wytwarzaniem i uwalnianiem odpowiednio glukagonu i insuliny.

Układ moczowo-płciowy

Jeśli chodzi o układ moczowo-płciowy, jego obecność wykrywa się w komórkach aparatu przykłębuszkowego oraz w komórkach kanalików nerkowych, mięśniu wypieracza i trójdzielnym pęcherzu (zwieraczu wewnętrznym), w pęcherzykach nasiennych, prostacie, przewodzie szacunek i macica.

Występują również w innych strukturach, takich jak mięsień rozszerzający źrenicę, mięśnie gładkie tchawicy i oskrzeli, mięśnie piloerektorowe skóry, gruczoły ślinowe wydzielające śluz, takie jak podszczękowa, szyszynka i tkanka tłuszczowa.

Niektóre z tych receptorów znajdują się również na komórkach trzewnych w obszarach odległych od zakończeń współczulnych i dlatego nie są stymulowane przez norepinefrynę, główną substancję uwalnianą przez te zakończenia, ale przez adrenalinę, główną substancję uwalnianą przez rdzeń nadnerczy i działa jak hormon.

cechy

Receptory adrenergiczne pośredniczą w skutkach, które współczulny układ nerwowy uwalnia na różne trzewne komponenty efektorowe, na które oddziałuje, modyfikując ich poziom aktywności.

Efekty te są tak zróżnicowane, jak zróżnicowane jest ich rozmieszczenie w komponencie trzewnym oraz różne typy i podtypy receptorów obecnych w każdej tkance ciała.

Funkcje te są związane z odpowiedziami wyzwalanymi w efektorach przez aktywację receptorów adrenergicznych, gdy te wiążą się ze swoimi ligandami (adrenalina lub noradrenalina).

Odpowiedzi te obejmują skurcz lub rozluźnienie mięśni gładkich (w zależności od rozważanego sektora trzewnego), wydzielanie lub zahamowanie wydzielania substancji oraz niektóre działania metaboliczne, takie jak lipoliza lub glikogenoliza.

Klasyfikacja receptorów adrenergicznych

Do ich identyfikacji i klasyfikacji zastosowano kryteria farmakologiczne. Jedna z nich polega na określeniu względnej skuteczności równomolowych dawek substancji, które odtwarzają (sympatykomimetyczne) efekty aktywacji różnych typów receptorów, podczas gdy druga wykorzystuje substancje sympatykolityczne do blokowania tych efektów.

Dzięki tym procedurom, wraz z innymi, takimi jak określenie ich struktur molekularnych i klonowanie ich genów, możliwe było ustalenie istnienia dwóch dużych kategorii receptorów adrenergicznych:

- alfa (α) i

- receptory beta (β).

Z pierwszego zidentyfikowano dwa podtypy: α1 i α2, a drugiego podtypy β1, β2 i β3.

Zarówno norepinefryna, jak i epinefryna mają taki sam wpływ na receptory α1 i β3. Noradrenalina ma silniejszy wpływ na receptory β1 niż epinefryna; podczas gdy adrenalina jest silniejsza niż noradrenalina na α2 i β2.

- Receptory alfa-adrenergiczne

Α1 receptorów

Receptory te znajdują się w mięśniach gładkich większości łożysk naczyniowych, w zwieraczach przewodu pokarmowego oraz w zwieraczu wewnętrznym pęcherza, w mięśniu rozszerzającym źrenicę, w mięśniu piloerektorowym, w pęcherzykach nasiennych, gruczoł krokowy, nasieniowód, ślinianka podszczękowa i kanaliki nerkowe.

Aktywacja wszystkich tych efektorów zależy od poziomu wapnia cytozolowego (Ca2 +), który z kolei zależy od jego uwolnienia z miejsca jego przechowywania w siateczce sarkoplazmatycznej; uwalnianie, które występuje, gdy kanały wapniowe są otwierane, aktywowane przez cząsteczkę zwaną trifosforanem inozytolu lub IP3.

Receptory α1 są sprzężone z białkiem G zwanym Gq, z trzema podjednostkami: αq, β i γ.

Gdy receptor jest aktywowany przez jego ligand, białko ulega dysocjacji na składnik βγ i αq, który aktywuje enzym fosfolipazę. Produkuje diacyloglicerol z błonowego difosforanu inozytolu (PIP2). Diacyloglicerol aktywuje kinazy białkowe C i IP3, co sprzyja uwalnianiu wapnia do cytoplazmy.

Α2 receptory

Ich obecność została opisana w mięśniach podłużnych i okrężnych przewodu pokarmowego, gdzie działają hamując jego ruchliwość. Są również zlokalizowane w komórkach β trzustki, gdzie hamują wydzielanie insuliny.

Są również wyrażane jako autoreceptory na poziomie błony presynaptycznej żylaków współczulnych noradrenergicznych, gdzie są aktywowane przez uwolnioną noradrenalinę i działają jako mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego, hamując późniejsze wydzielanie neuroprzekaźnika.

Receptory α2 działają w połączeniu z białkiem Gi, tak zwanym, ponieważ jego podjednostka alfa (αi) po oddzieleniu od kompleksu βγ hamuje cyklazę adenylową i zmniejsza wewnątrzkomórkowe poziomy cAMP, zmniejszając w ten sposób aktywność kinazy białkowej A (PKA). Stąd hamujące działanie tych receptorów.

- Receptory beta-adrenergiczne

Β1 receptorów

Znajdują się one na poziomie komórek rozrusznika węzła zatokowo-przedsionkowego, a także w układzie przewodzenia pobudzenia serca oraz w mięśniu kurczowym mięśnia sercowego, w których lokalizacjach sprzyjają wzrostom częstotliwości (chronotropizm +), szybkości przewodzenia (dromotropizm +). ), siłę skurczu (inotropizm +) i szybkość relaksacji (lusotropizm +) serca.

Zostały również opisane w mięśniach przewodu pokarmowego (które hamują) oraz w komórkach aparatu przykłębuszkowego nerek (gdzie sprzyjają wydzielaniu reniny).

Wszystkie receptory podobne do beta (β1, β2 i β3) są sprzężone z białkiem Gs. Indeks dolny „s” odnosi się do stymulującej aktywności enzymu cyklazy adenylowej, która jest wyzwalana, gdy receptor oddziałuje ze swoim ligandem, uwalniając podjednostkę αs.

CAMP aktywuje PKA i jest odpowiedzialny za fosforylację białek, takich jak kanały, pompy lub enzymy, które pośredniczą w odpowiedziach na receptory.

Β2 receptory

Ujawniono je na poziomie mięśni gładkich zlokalizowanych w tętniczkach mięśni szkieletowych, mięśniu wypieraczu pęcherza, w macicy oraz w mięśniach tchawiczo-oskrzelowych, wywołując we wszystkich z nich relaksację.

Schemat struktury krystalicznej receptora adrenergicznego typu beta 2 (źródło: S. Jähnichen / domena publiczna za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Są również wyrażane w szyszynce (gdzie promują syntezę melatoniny), w wątrobie (gdzie sprzyjają glikolizie i glukoneogenezie) oraz w komórkach tkanki tłuszczowej (gdzie sprzyjają lipolizie i uwalnianiu kwasów tłuszczowych do krwi) wolny).

Β3 receptory

To ostatnie, które zostały zidentyfikowane. Jak wspomniano powyżej, ich obecność nie występuje w ośrodkowym układzie nerwowym, ale ogranicza się do obrzeży organizmu, gdzie znajdują się wyłącznie na poziomie komórek brunatnej tkanki tłuszczowej i bezpośrednio biorą udział w wytwarzaniu ciepła. poprzez katabolizm lipidów w tej tkance.

Bibliografia

1. Ganong WF: Neurotransmitters and Neuromodulators, w: Review of Medical Physiology, 25th ed. Nowy Jork, McGraw-Hill Education, 2016.
2. Guyton AC, Hall JE: The Autonomic Nervous System and the Adrenal Medulla, w: Textbook of Medical Physiology, 13th ed; AC Guyton, JE Hall (red.). Filadelfia, Elsevier Inc., 2016.
3. Jänig W: Vegetatives Nervensystem, w: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, wyd. 31; RF Schmidt i in. (Red.). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
4. Sprzedawca H: Neurovegetative Regulationen, w: Physiologie, 6th ed; R Klinke i in. (Red.). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Siegelbaum SA, Clapham DE, Schwartz JH: Modulation of Synaptic Transmission: Second Messengers, In: Principles of Neural Science, wyd. E Kandel i in. (Red.). Nowy Jork, McGraw-Hill, 2013.