RESEPTOR MUSARIN: STRUKTUR, JENIS DAN FUNGSINYA, ANTAGONIS - BIOLOGI - 2025

The reseptor muscarinic adalah molekul yang menjadi pengantara tindakan asetilkolina (ACH) dan terletak di membran postsynaptic sinaps di mana berkata neurotransmitter dilepaskan; namanya berasal dari kepekaannya terhadap alkaloid muscarine yang dihasilkan oleh jamur Amanita muscaria.

Dalam sistem saraf pusat terdapat beberapa kumpulan neuron yang aksonnya melepaskan asetilkolin. Sebahagian daripada mereka berakhir di otak itu sendiri, sementara kebanyakannya membentuk jalan motor untuk otot rangka atau jalur penguat sistem saraf autonomi untuk kelenjar dan otot jantung dan licin.

Neuroreceptor asetilkolin semasa sinaps dan reseptornya masing-masing pada membran postsynaptic (Sumber: pengguna: Pancrat melalui Wikimedia Commons)

Asetilkolin yang dilepaskan pada persimpangan neuromuskular otot rangka mengaktifkan reseptor kolinergik yang disebut reseptor nikotinik, kerana kepekaannya terhadap nikotin alkaloid, dan yang juga terdapat dalam sinapsis ganglionik sistem saraf autonomi (ANS).

Neuron postganglionik pembahagian parasympatetik sistem ini menjalankan fungsinya dengan melepaskan asetilkolin, yang bertindak pada reseptor kolinergik muskarin yang terletak pada membran sel efektor, dan mendorong pengubahsuaian elektrik di dalamnya kerana perubahan kebolehtelapan pada saluran ion mereka.

Struktur kimia neurotransmitter asetilkolin (Sumber: NEUROtiker melalui Wikimedia Commons)

Struktur

Reseptor muskarinik tergolong dalam keluarga reseptor metabotropik, istilah yang menunjukkan reseptor yang bukan saluran ion dengan betul, melainkan struktur protein yang, apabila diaktifkan, mencetuskan proses metabolik intraselular yang mengubah aktiviti saluran sebenarnya.

Istilah ini digunakan untuk membezakannya dari reseptor ionotropik, yang merupakan saluran ion benar yang membuka atau menutup dengan tindakan langsung neurotransmitter, seperti halnya reseptor nikotinik yang telah disebutkan dalam plat neuromuskular otot rangka.

Dalam reseptor metabotropik, reseptor musarinin termasuk dalam kumpulan yang dikenali sebagai reseptor berganding protein-G, kerana bergantung kepada jenisnya, tindakan mereka dimediasi oleh beberapa varian protein tersebut, seperti Gi, penghambat adenil siklase, dan Gq atau G11 yang aktifkan fosfolipase C (PLC).

Reseptor musarin adalah protein membran integral yang panjang; Mereka mempunyai tujuh segmen transmembran yang terdiri daripada heliks alpha, yang secara berurutan melintasi lapisan dua lipid membran. Di dalam, di sisi sitoplasma, mereka mengaitkan dengan protein G yang sesuai yang mentransduksi interaksi ligan-reseptor.

Jenis reseptor muscarinic dan fungsinya

Sekurang-kurangnya 5 jenis reseptor muskarinik telah dikenal pasti dan ditentukan menggunakan huruf M diikuti dengan angka, iaitu: M1, M2, M3, M4 dan M5.

Reseptor M1, M3 dan M5 membentuk keluarga M1 dan dicirikan oleh kaitannya dengan protein Gq atau G11, sementara reseptor M2 dan M4 berasal dari keluarga M2 dan dikaitkan dengan protein Gi.

- Penerima M1

Mereka dijumpai terutamanya di sistem saraf pusat, di kelenjar eksokrin, dan di ganglia sistem saraf autonomi. Mereka digabungkan dengan protein Gq, yang mengaktifkan enzim fosfolipase C, yang mengubah fosfatidil inositol (PIP2) menjadi inositol trifosfat (IP3), yang melepaskan Ca ++ intraselular, dan diacylglycerol (DAG), yang mengaktifkan protein kinase C.

- Penerima M2

Mereka dijumpai terutamanya di jantung, terutama di sel-sel simpul sinoatrial, di mana mereka bertindak dengan mengurangkan frekuensi pembuangan mereka, seperti yang dijelaskan di bawah.

Automatik jantung

Reseptor M2 telah dikaji dengan lebih mendalam pada tahap simpul sinoatrial (SA) jantung, tempat di mana automatik yang secara berkala menghasilkan kegembiraan berirama yang bertanggungjawab untuk aktiviti mekanikal jantung biasanya ditunjukkan.

Sel-sel dari node sinoatrial, setelah setiap potensi tindakan (AP) yang memicu sistol jantung (kontraksi), berevolusi dan kembali ke tahap sekitar -70 mV. Tetapi voltan tidak kekal pada nilai itu, tetapi mengalami depolarisasi progresif ke tahap ambang yang mencetuskan potensi tindakan baru.

Depolarisasi progresif ini disebabkan oleh perubahan spontan dalam arus ion (I) yang meliputi: pengurangan output K + (IK1), penampilan arus masukan Na + (If) dan kemudian input Ca ++ (ICaT), hingga ia mencapai ambang dan arus Ca ++ lain (ICaL) dicetuskan, bertanggungjawab terhadap potensi tindakan.

Sekiranya output K + (IK1) sangat rendah dan arus input Na + (If) dan Ca ++ (ICaT) tinggi, depolarisasi berlaku lebih cepat, potensi tindakan dan kontraksi berlaku lebih awal, dan frekuensi degupan jantung lebih tinggi. Pengubahsuaian bertentangan dalam arus tersebut menurunkan frekuensi.

Perubahan metabotropik yang disebabkan oleh norepinefrin (simpatik) dan asetilkolin (parasimpatis) dapat mengubah arus ini. CAMP langsung mengaktifkan Jika saluran, protein kinase A (PKA) fosforilat dan mengaktifkan saluran Ca ++ ICaT, dan kumpulan protein protein Gi mengaktifkan output K +.

Tindakan Muscarinic M2

Apabila asetilkolin dilepaskan oleh ujung postganglionic serat vagal jantung (parasimpatik) mengikat pada reseptor muskarinik M2 sel-sel nod sinoatrial, subunit αi protein Gi mengubah GDPnya untuk GTP dan memisahkan, membebaskan blok. βγ.

Subunit αi menghalang adenil siklase dan mengurangkan pengeluaran cAMP, yang mengurangkan aktiviti saluran If dan PKA. Fakta terakhir ini mengurangkan fosforilasi dan aktiviti saluran Ca ++ untuk ICaT; hasilnya adalah pengurangan arus depolarisasi.

Kumpulan yang dibentuk oleh subunit protein Gi mengaktifkan arus keluar K + (IKACh) yang cenderung untuk mengatasi input Na + dan Ca ++ dan menurunkan kadar depolarisasi.

Hasil keseluruhan adalah penurunan cerun depolarisasi spontan dan penurunan kadar jantung.

- Penerima M3

Skema reseptor Muscarinic M3 (Sumber: Takuma-sa melalui Wikimedia Commons)

Mereka boleh didapati di otot licin (sistem pencernaan, pundi kencing, saluran darah, bronkus), di beberapa kelenjar eksokrin, dan di sistem saraf pusat.

Mereka juga digabungkan dengan protein Gq dan, pada tahap paru, dapat menyebabkan bronkokonstriksi, sementara bertindak pada endotelium vaskular, mereka melepaskan nitrik oksida (NO) dan menyebabkan vasodilatasi.

- Penerima M4 dan M5

Reseptor ini kurang dicirikan dan dikaji daripada yang sebelumnya. Kehadirannya di sistem saraf pusat dan di beberapa tisu periferal telah dilaporkan, tetapi fungsinya tidak jelas.

Antagonis

Antagonis universal untuk reseptor ini adalah atropin, alkaloid yang diekstrak dari tumbuhan Atropa belladonna, yang mengikat mereka dengan pertalian tinggi, yang mewakili kriteria untuk membezakannya dari reseptor nikotinik yang tidak sensitif terhadap molekul ini.

Terdapat sebilangan besar bahan antagonis lain yang mengikat pelbagai jenis reseptor muskarin dengan pertalian yang berbeza. Kombinasi nilai-nilai pertalian yang berbeza bagi sebilangan daripadanya telah berfungsi dengan tepat untuk memasukkan reseptor-reseptor ini dalam satu atau lain kategori yang dijelaskan.

Senarai sebahagian antagonis lain termasuk: pirenzepine, methoctramine, 4-DAMP, himbazine, AF-DX 384, tripitramine, darifenacin, PD 102807, AQ RA 741, pFHHSiD, MT3 dan MT7; racun yang terakhir terkandung dalam racun mambas hijau dan hitam.

Reseptor M1, misalnya, mempunyai kepekaan tinggi terhadap pirenzepine; M2 oleh tryptramine, methoctramine dan himbazine; M3 oleh 4-DAMP; M4 berkait rapat dengan toksin MT3 dan juga dengan herbacin; M5s sangat mirip dengan M3s, tetapi berkenaan dengan mereka kurang berkaitan dengan AQ RA 741.

Rujukan

1. Ganong WF: Neurotransmitter dan Neuromodulator, dalam: Kajian Fisiologi Perubatan, edisi ke-25. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. González JC: Peranan reseptor muskarin dalam modulasi penghantaran GABAergic di hipokampus. Memori untuk memenuhi syarat untuk mendapatkan gelaran doktor. Universiti Madrid yang berautonomi. 2013.
3. Guyton AC, Hall JE: Pengujaan berirama Jantung, dalam: Buku Teks Fisiologi Perubatan, edisi ke-13; AC Guyton, Dewan JE (eds). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
4. Piper HM: Herzerregung, dalam: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, edisi ke-31; RF Schmidt et al (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
5. Schrader J, Gödeche A, Kelm M: Das Hertz, dalam: Physiologie, edisi ke-6; R Klinke et al (eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
6. Siegelbaum SA, Clapham DE, Schwartz JH: Modulasi Penghantaran Sinaptik: Utusan Kedua, Dalam: Prinsip Sains Neural, edisi ke-5; E Kandel et al (eds). New York, McGraw-Hill, 2013.