ADRENERGISKA RECEPTORER: PLATS, FUNKTIONER OCH KLASSIFICERING - BIOLOGI - 2025

De adrenergiska receptorerna är proteinmolekyler lokaliserade på cellmembranen på vilka katekolaminerna adrenalin (A) och noradrenalin (NA) utövar sina effekter. Namnet härstammar från namnet på det första av dessa ämnen, adrenalin.

Adrenalin är i sin tur namnet med vilket ett ämne som underlättar organiska svar relaterade till kamp- eller flygreaktioner har varit känt sedan 1800-talet, och som upptäcktes vara utarbetat och utsöndrat av celler i margen av små körtlar placerade i övre polen av varje njure.

Signalvägar för adrenerga receptorer (Källa: Sven Jähnichen. Delvis översatt av Mikael Häggström / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) via Wikimedia Commons)

På grund av deras anatomiska förhållanden med njurarna kallades dessa körtlar "binjur", för att indikera deras position i den övre delen av njurarna, eller också binjurarna, för att indikera deras närhet eller sammanhängande förhållande till dessa organ.

Även om etymologin för det grekiska "epi" (ovan) och "nephros" (njurar) inte hade stort inflytande på namnen på körtlarna, hade det en inverkan på namnet på de nämnda ämnena som också är kända som epinefrin och noradrenalin.

Det var emellertid de latinska orden som rådde som rötter för att upprätta nomenklaturen för alla faktorer som är förknippade med dessa två ämnen, och det är därför vi talar om adrenerga eller noradrenergiska celler, fibrer, system eller receptorer, och inte epinephrinergic eller norepinephrinegic.

Adrenerga receptorer tillhör klassen av heterotrimeriska G-proteinkopplade metabotropa receptorer. De är långa integrerade proteiner som sträcker sig från utsidan av cellen och har 7 a-helix-segment som successivt korsar membranets tjocklek, bildar slingor utanför och inuti membranet och slutar i en cytoplasmisk ände.

Plats för adrenerga receptorer

Adrenergiska receptorer finns i centrala nervsystemet och i många av de viscerala komponenterna i kroppen.

I det centrala nervsystemet

I centrala nervsystemet (CNS) är de belägna i de postsynaptiska membranen i synapser bildade av axonändar som har sitt ursprung i hjärnstammens adrenerga eller noradrenerga cellkärnor.

Med undantag för ß3-receptorer har alla typer av adrenerga receptorer som hittills beskrivits identifierats i det centrala nervsystemet, speciellt i de terminala områdena av noradrenerga utsprång som har sitt ursprung i cerulean locus, inklusive optisk thalamus, hypothalamus, det limbiska systemet. och hjärnbarken.

I innetecken

Beträffande de viscerala adrenergiska receptorerna är de av olika slag och är till största delen belägna i membranen i de viscerala effektorcellerna på vilka de postganglioniska axonerna i den sympatiska uppdelningen av det autonoma nervsystemet avslutas, vilket frisätter huvudsakligen noradrenalin.

Komponenter i det kardiovaskulära systemet ingår här, såsom cellerna i hjärtat excitation-ledningssystem och förmaks- och ventrikulärt fungerande myokard, såväl som den arteriolara glatta muskeln i kärl i huden och slemhinnan, buken, skelettmuskeln, cirkulation. kranskärl, vener, erektil vävnad i sexuella organ och hjärna.

Mage-tarmkanalen

Mage-tarmkanalen har adrenerga receptorer i sina longitudinella och cirkulära muskler som ansvarar för peristaltiska rörelser, och även på sfinkterns nivå.

De uttrycks av leverceller och a- och p-cellerna på öarna i Langerhans i bukspottkörteln, den senare associerad med produktion och frisättning av glukagon respektive insulin.

Genito-urinvägar

Beträffande genito-urinvägarna, detekteras dess närvaro i juxtaglomerulära celler och i tubulära celler i njurarna, i detrusormusklerna och i trigonen i urinblåsan (inre sfinkter), i magsäcken, prostata, kanalen deferent och livmodern.

De finns också i andra strukturer, såsom pupilldilatormuskeln, de släta tracheo-bronkiala musklerna, piloerektormusklerna i huden, salivkörtlarna i slemutsöndring såsom submaxillär, pinealkörteln och fettvävnaden.

Vissa av dessa receptorer är också belägna på viscerala celler i områden långt från sympatiska ändar och som därför inte stimuleras av norepinefrin, den huvudsakliga substansen som frisätts av dessa ändar, men av adrenalin, den huvudsakliga substansen som frisätts av binjuremedlen och det fungerar som ett hormon.

Funktioner

Adrenerga receptorer förmedlar de effekter som det sympatiska nervsystemet släpper ut på de olika viscerala effektorkomponenterna på vilka det verkar genom att modifiera deras aktivitetsnivå.

Dessa effekter är lika varierande som deras fördelning i den viscerala komponenten varieras och de olika typerna och subtyperna av receptorer som finns i varje vävnad i kroppen varieras.

Funktionerna är associerade med de svar som utlöses i effektorerna genom aktivering av adrenerga receptorer när dessa binder till deras ligander (adrenalin eller noradrenalin).

Dessa svar inkluderar sammandragning eller avslappning av glatt muskel (beroende på den viscerala sektorn som beaktas), utsöndring eller hämning av substansutsöndring och vissa metaboliska verkningar såsom lipolys eller glykogenolys.

Klassificering av adrenerga receptorer

Farmakologiska kriterier har använts för att identifiera och klassificera dem. En av dem består i att bestämma den relativa effektiviteten hos ekvimolära doser av ämnen som reproducerar (sympatomimetiska) effekterna av aktiveringen av olika typer av receptorer, medan den andra använder sympatolytiska ämnen för att blockera dessa effekter.

Med dessa procedurer, tillsammans med andra, såsom bestämning av deras molekylstrukturer och kloning av deras gener, har det varit möjligt att bestämma förekomsten av två stora kategorier av adrenerga receptorer:

- alfa (a) och

- beta-receptorer.

Av de förstnämnda har två subtyper identifierats: al och a2, och av de senare subtyperna p1, p2 och p3.

Både noradrenalin och epinefrin har samma intensitet av effekter på a1- och ß3-receptorer. Norepinefrin har starkare effekter på ß1-receptorer än epinefrin; medan adrenalin är kraftigare än norepinefrin på a2 och p2.

- Adrenerga alfa-receptorer

Recept1 receptorer

Dessa receptorer finns i den glatta muskeln i de flesta vaskulära bäddar, i sfinkterna i mag-tarmkanalen och i den inre sphincter i urinblåsan, i pupill-dilatatormusklerna, i piloerector-musklerna, i de seminala vesiklarna, prostata, vas deferens, submaxillär salivkörtlar och njurrör.

Aktiveringen av alla dessa effektorer beror på nivån av cytosoliskt kalcium (Ca2 +), vilket i sin tur beror på dess frisättning från dess lagringsplats i den sarkoplasmiska retikulum; frisättning som inträffar när kalciumkanaler öppnas aktiverade av en molekyl som kallas inositoltrifosfat eller IP3.

Al-receptorerna är kopplade till ett G-protein som kallas Gq, med tre underenheter: αq, β och γ.

När receptorn aktiveras av dess ligand, dissocieras proteinet till en βy och en αq-komponent, som aktiverar fosfolipasenzymet. Det producerar diacylglycerol från membraninositoldifosfat (PIP2). Diacylglycerol aktiverar proteinkinas C och IP3, vilket gynnar frisättningen av kalcium i cytoplasma.

Α2 receptorer

Deras närvaro har beskrivits i den längsgående och cirkulära muskulaturen i mag-tarmkanalen, där de verkar genom att hämma dess rörlighet. De är också lokaliserade i pankreatiska p-celler där de hämmar insulinutsöndring.

De uttrycks också som autoreceptorer på nivån av det presynaptiska membranet av de sympatiska noradrenerga varicositeterna, där de aktiveras av frigiven norepinefrin och fungerar som en negativ återkopplingsmekanism, vilket hämmar den efterföljande utsöndringen av neurotransmitteren.

A2-receptorerna arbetar kopplade till ett Gi-protein, så kallad därför att dess alfa-subenhet (ai), när de separeras från p-komplexet, ger en hämning av adenylcyklas och minskar intracellulära cAMP-nivåer, och därmed minskar aktiviteten hos proteinkinas A (PKA). Därför den hämmande effekten av dessa receptorer.

- Beta-adrenerga receptorer

Recept1 receptorer

De är belägna på nivån för pacemakercellerna i sinoatrial nod, såväl som i hjärt excitationsledningssystemet och i det kontraktila myokardiet, på vars platser de främjar ökningar i frekvens (kronotropism +) och ledningshastighet (dromotropism + ), kraftens sammandragning (inotropism +) och relaxationshastigheten (lusotropism +) i hjärtat.

De har också beskrivits i muskulaturen i mag-tarmkanalen (som de hämmar) och i cellerna i den juxtaglomerulära apparaten i njurarna (där de främjar reninsekretion).

Alla beta-liknande receptorer (ß1, ß2 och ß3) är Gs-proteinkopplade. Subskriptet "s" hänvisar till stimuleringsaktiviteten hos enzymet adenylcyklas, som utlöses när receptorn interagerar med sin ligand, vilket frisätter a-underenheten.

CAMP aktiverar PKA och detta är ansvarigt för fosforylerande proteiner såsom kanaler, pumpar eller enzymer som förmedlar svar på receptorer.

Β2 receptorer

De har avslöjats på nivån av den glatta muskeln som finns i skelettmuskelns arterioler, i urinblåsans muskel, i livmodern och i tracheobronchiala musklerna, vilket inducerar avkoppling hos dem alla.

Diagram över kristallstrukturen hos en beta 2-typ adrenerg receptor (Källa: S. Jähnichen / Public domain via Wikimedia Commons)

De uttrycks också i pinealkörteln (där de främjar melatoninsyntes), i levern (där de främjar glykolys och glukoneogenes) och i fettvävnadsceller (där de främjar lipolys och frisättning av fettsyror i blodet) fri).

Β3-receptorer

Dessa är de sista som har identifierats. Som nämnts ovan inträffar deras närvaro inte i det centrala nervsystemet, utan är begränsat till periferin av kroppen, där de är belägna uteslutande på nivån av cellerna i brun fettvävnad och är direkt involverade i produktionen av värme. genom lipidkatabolism i denna vävnad.

referenser

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