MGA RECEPTOR NG MUSCARINIC: ISTRAKTURA, URI AT ANG KANILANG MGA FUNCTION, ANTAGONIST - BIOLOGY - 2026

Ang mga muscarinic receptor ay mga molekula na nagpapagitna sa mga aksyon ng acetylcholine (ACh) at matatagpuan sa mga postynaptic membrane ng synapses kung saan sinabi ang neurotransmitter; ang pangalan nito ay nagmula sa pagiging sensitibo nito sa muscarine alkaloid na gawa ng Amanita muscaria fungus.

Sa gitnang sistema ng nerbiyos mayroong maraming mga pagtitipon ng neuronal na ang mga axon ay naglabas ng acetylcholine. Ang ilan sa mga ito ay nagtatapos sa utak mismo, habang ang karamihan ay bumubuo sa mga daanan ng motor para sa kalamnan ng kalansay o ang mga daanan ng effector ng autonomic nervous system para sa mga glandula at cardiac at makinis na kalamnan.

Ang acetylcholine neuroreceptor sa panahon ng synaps at ang kani-kanilang mga receptor sa postsynaptic membrane (Pinagmulan: user: Pancrat sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang Acetylcholine na pinakawalan sa neuromuscular junctions ng skeletal muscle ay nag-aaktibo sa mga receptor ng cholinergic na tinatawag na mga nicotinic receptor, dahil sa kanilang pagiging sensitibo sa alkaloid nikotine, na matatagpuan din sa ganglionic synapses ng autonomic nervous system (ANS).

Ang mga postganglionic neuron ng parasympathetic division ng sistemang ito ay nagsasagawa ng kanilang mga pag-andar sa pamamagitan ng paglabas ng acetylcholine, na kumikilos sa mga muscarinic cholinergic receptor na matatagpuan sa mga membranes ng effector cell, at pag-uudyok sa mga de-koryenteng pagbabago sa mga ito dahil sa mga pagbabago sa pagkamatagusin sa kanilang mga channel sa ion.

Ang istrukturang kemikal ng neurotransmitter acetylcholine (Pinagmulan: NEUROtiker sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Istraktura

Ang mga muscarinic receptor ay kabilang sa pamilya ng metabotropic receptors, isang term na nagtatalaga sa mga receptor na hindi maayos na mga channel ng ion, ngunit sa halip na mga istraktura ng protina na, kapag naisaaktibo, nag-trigger ng mga intracellular na metabolic na proseso na nagbabago sa aktibidad ng mga tunay na channel.

Ginagamit ang term upang makilala ang mga ito mula sa mga receptor ng ionotropic, na tunay na mga ionic channel na nakabukas o nagsara sa pamamagitan ng direktang pagkilos ng neurotransmitter, tulad ng kaso ng mga nicotinic receptor na nabanggit sa mga neuromuscular plate ng balangkas na kalamnan.

Sa loob ng metabotropic receptors, ang muscarinic receptors ay kasama sa pangkat na kilala bilang G-protein na kaakibat na mga receptor, dahil depende sa kanilang uri, ang kanilang pagkilos ay pinagsama ng ilang mga variant ng sinabi na protina, tulad ng Gi, isang inhibitor ng adenyl cyclase, at Gq o G11 na buhayin ang phospholipase C (PLC).

Ang mga muscarinic receptor ay matagal na integral na mga protina ng lamad; Mayroon silang pitong mga segment ng transmembrane na binubuo ng mga alpha helice, na sunud-sunod na tumatawid sa lamad ng lipid bilayer. Sa loob, sa panig ng cytoplasmic, nakikipag-ugnay sila sa kaukulang protina G na nagbabalik sa pakikipag-ugnay ng ligand-receptor.

Mga uri ng muscarinic receptor at ang kanilang mga function

Hindi bababa sa 5 uri ng mga muscarinic receptor ang nakilala at itinalaga gamit ang titik M na sinusundan ng isang numero, lalo na: M1, M2, M3, M4 at M5.

Ang mga receptor ng M1, M3 at M5 ay bumubuo ng pamilya M1 at nailalarawan sa kanilang pakikipag-ugnay sa mga protina ng Gq o G11, habang ang mga receptor ng M2 at M4 ay mula sa pamilya M2 at nauugnay sa Gi protein.

- Mga tagatanggap ng M1

Ang mga ito ay matatagpuan higit sa lahat sa gitnang sistema ng nerbiyos, sa mga glandula ng exocrine, at sa ganglia ng autonomic nervous system. Ang mga ito ay kaisa sa protina ng Gq, na nagpapa-aktibo ng enzyme na phospholipase C, na nagko-convert ng phosphatidyl inositol (PIP2) sa inositol triphosphate (IP3), na naglalabas ng intracellular Ca ++, at diacylglycerol (DAG), na nagpapa-aktibo ng protein kinase C.

- Mga tagatanggap ng M2

Ang mga ito ay matatagpuan higit sa lahat sa puso, higit sa lahat sa mga selula ng sinoatrial node, kung saan kumikilos sila sa pamamagitan ng pagbawas ng kanilang dalas ng paglabas, tulad ng inilarawan sa ibaba.

Automatism sa puso

Ang mga receptor ng M2 ay napag-aralan nang higit na lalim sa antas ng sinoatrial (SA) node ng puso, isang lugar kung saan ang pagiging awtomatiko na pana-panahong gumagawa ng mga ritmo na may pananagutan na responsable para sa aktibidad ng cardiac mechanical na karaniwang naipakita.

Ang mga cell ng sinoatrial node, pagkatapos ng bawat potensyal na pagkilos (AP) na nag-trigger ng isang systole ng cardiac (pag-urong), repolarize at bumalik sa antas ng halos -70 mV. Ngunit ang boltahe ay hindi mananatili sa halagang iyon, ngunit sumasailalim sa progresibong pagkalugi sa antas ng threshold na nag-trigger ng isang bagong potensyal na pagkilos.

Ang progresibong pagkalbo na ito ay dahil sa kusang pagbabago sa mga ionic currents (I) na kinabibilangan ng: pagbabawas ng K + output (IK1), ang hitsura ng isang input kasalukuyang ng Na + (Kung) at pagkatapos ay isang pag-input ng Ca ++ (ICaT), hanggang sa umabot ito sa threshold at isa pang Ca ++ kasalukuyang (ICaL) ay na-trigger, na responsable para sa potensyal na pagkilos.

Kung ang K + (IK1) output ay napakababa at ang Na + (Kung) at Ca ++ (ICaT) input currents ay mataas, ang pagkakalbo ay nangyayari nang mas mabilis, ang potensyal na pagkilos at pag-urong ay nangyari nang mas maaga, at ang dalas mas mataas ang rate ng puso Ang mga magkasalungat na pagbabago sa mga alon ay nagpapababa sa dalas.

Ang mga pagbabago sa metabotropic na sapilitan ng norepinephrine (nagkakasundo) at acetylcholine (parasympathetic) ay maaaring magbago sa mga alon na ito. Direkta ang CAMP Kung ang mga channel, protina kinase A (PKA) phosphory template at isinaaktibo ang Ca ++ na mga channel ng ICaT, at ang βγ pangkat ng Gi protein ay nag-aaktibo sa K + output.

Muscarinic aksyon M2

Kapag ang acetylcholine na pinakawalan ng postganglionic endings ng cardiac vagal (parasympathetic) fibers ay nagbubuklod sa M2 muscarinic receptors ng mga cell ng sinoatrial node, ang αi subunit ng Gi protein ay nagpapalitan ng GDP nito para sa GTP at naghihiwalay, pinapalaya ang bloke. βγ.

Pinipigilan ng αi subunit ang adenyl cyclase at binabawasan ang paggawa ng cAMP, na binabawasan ang aktibidad ng mga channel ng If at PKA. Ang huling katotohanang ito ay binabawasan ang phosphorylation at aktibidad ng Ca ++ channel para sa ICaT; ang resulta ay isang pagbawas sa pag-ubos ng mga alon.

Ang pangkat na nabuo ng βγ subunits ng Gi protein ay nagpapa-aktibo ng isang panlabas na K + kasalukuyang (IKACh) na may posibilidad na kontrahin ang mga input ng Na + at Ca ++ at binabawasan ang rate ng pag-ubos.

Ang pangkalahatang resulta ay isang pagbawas sa kusang pag-agos ng depolarization at isang pagbawas sa rate ng puso.

- Mga tagatanggap ng M3

Muscarinic M3 receptor schematic (Pinagmulan: Takuma-sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Maaari silang matagpuan sa makinis na kalamnan (sistema ng pagtunaw, pantog, mga daluyan ng dugo, bronchi), sa ilang mga glandula ng exocrine, at sa gitnang sistema ng nerbiyos.

Ang mga ito ay kaisa rin sa Gq protein at, sa antas ng pulmonary, ay maaaring maging sanhi ng brongkoconstriction, habang kumikilos sa vascular endothelium, pinalalaya nila ang nitric oxide (NO) at nagiging sanhi ng vasodilation.

- Mga tagatanggap ng M4 at M5

Ang mga receptor na ito ay hindi gaanong nailalarawan at pinag-aralan kaysa sa mga nauna. Ang pagkakaroon nito sa gitnang sistema ng nerbiyos at sa ilang mga tisyu ng peripheral ay naiulat, ngunit ang mga pag-andar nito ay hindi malinaw na itinatag.

Mga antagonista

Ang unibersal na antagonist para sa mga receptor na ito ay atropine, isang alkaloid na nakuha mula sa halaman Atropa belladonna, na nagbubuklod sa kanila ng isang mataas na pagkakaugnay, na kumakatawan sa isang criterion upang makilala ang mga ito mula sa mga nicotinic receptor na hindi insensitive sa molekula na ito.

Mayroong isang malaking bilang ng iba pang mga sangkap na antagonist na nagbubuklod sa iba't ibang uri ng mga muscarinic receptor na may iba't ibang mga affinities. Ang kumbinasyon ng iba't ibang mga halaga ng pagkakaugnay para sa ilan sa kanila ay nagsilbi nang tumpak para sa pagsasama ng mga receptor na ito sa isa o sa iba pang mga kategorya na inilarawan.

Ang isang bahagyang listahan ng iba pang mga antagonist ay kasama ang: pirenzepine, methoctramine, 4-DAMP, himbazine, AF-DX 384, tripitramine, darifenacin, PD 102807, AQ RA 741, pFHHSiD, MT3 at MT7; ang mga lason sa huli na nilalaman sa mga lason ng berde at itim na mambas, ayon sa pagkakabanggit.

Ang mga receptor ng M1, halimbawa, ay may mataas na sensitivity para sa pirenzepine; ang mga M2 sa pamamagitan ng tryptramine, methoctramine at himbazine; ang mga M3 sa pamamagitan ng 4-DAMP; ang M4 ay malapit na nauugnay sa lason ng MT3 at din sa himbacin; Ang mga M5 ay halos kapareho sa mga M3, ngunit may paggalang sa mga ito ay hindi gaanong nauugnay sa AQ RA 741.

Mga Sanggunian

1. Ganong WF: Neurotransmitters at Neuromodulators, sa: Review ng Medical Physiology, ika-25 ed. New York, Edukasyon ng McGraw-Hill, 2016.
2. González JC: Papel ng muscarinic receptors sa modulation ng GABAergic transmission sa hippocampus. Memorya upang maging kwalipikado para sa antas ng doktor. Autonomous University of Madrid. 2013.
3. Guyton AC, Hall JE: Rythmical paggulo ng Puso, sa: Textbook of Medical Physiology, ika-13 ed; AC Guyton, JE Hall (eds). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
4. Piper HM: Herzerregung, sa: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, ika-31 ed; RF Schmidt et al (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
5. Schrader J, Gödeche A, Kelm M: Das Hertz, sa: Physiologie, ika-6 ed; R Klinke et al (eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
6. Siegelbaum SA, Clapham DE, Schwartz JH: Modulasyon ng Paghahatid sa Synaptic: Pangalawang Mensahero, Sa: Mga Prinsipyo ng Neural Science, 5th ed; E Kandel et al (eds). New York, McGraw-Hill, 2013.