CÁC THỤ THỂ MUSCARINIC: CẤU TRÚC, CÁC LOẠI VÀ CHỨC NĂNG CỦA CHÚNG, CHẤT ĐỐI KHÁNG - SINH HỌC - 2026

Các thụ thể muscarinic là các phân tử trung gian hoạt động của acetylcholine (ACh) và nằm trong màng sau synap của các khớp thần kinh trong đó chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng; tên của nó xuất phát từ sự nhạy cảm của nó với alkaloid muscarine do nấm Amanita muscaria tạo ra.

Trong hệ thống thần kinh trung ương có một số tổ hợp tế bào thần kinh mà các sợi trục của chúng giải phóng acetylcholine. Một số trong số chúng kết thúc trong chính não, trong khi hầu hết tạo nên các con đường vận động cho cơ xương hoặc các con đường tác động của hệ thống thần kinh tự trị cho các tuyến và tim và cơ trơn.

Các thụ thể thần kinh acetylcholine trong quá trình khớp thần kinh và các thụ thể tương ứng của nó trong màng sau synap (Nguồn: người dùng: Pancrat qua Wikimedia Commons)

Acetylcholine được giải phóng tại các điểm nối thần kinh cơ của cơ xương kích hoạt các thụ thể cholinergic được gọi là thụ thể nicotinic, do chúng nhạy cảm với nicotin alkaloid, và cũng được tìm thấy trong các khớp thần kinh hạch của hệ thần kinh tự chủ (ANS).

Các tế bào thần kinh hậu liên kết của bộ phận phó giao cảm của hệ thống này thực hiện các chức năng của chúng bằng cách giải phóng acetylcholine, hoạt động trên các thụ thể muscarinic cholinergic nằm trên màng tế bào hiệu ứng, và gây ra sự thay đổi điện trong chúng do sự thay đổi tính thẩm thấu trong các kênh ion của chúng.

Cấu trúc hóa học của chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine (Nguồn: NEUROtiker qua Wikimedia Commons)

Kết cấu

Các thụ thể Muscarinic thuộc họ thụ thể metabotropic, một thuật ngữ chỉ những thụ thể không phải là kênh ion thích hợp, mà là cấu trúc protein, khi được kích hoạt, sẽ kích hoạt các quá trình trao đổi chất nội bào làm thay đổi hoạt động của các kênh thực.

Thuật ngữ này được sử dụng để phân biệt chúng với các thụ thể ionotropic, là các kênh ion thực sự mở hoặc đóng bởi tác động trực tiếp của chất dẫn truyền thần kinh, như trường hợp của các thụ thể nicotinic đã được đề cập trong các tấm thần kinh cơ của cơ xương.

Trong các thụ thể metabotropic, các thụ thể muscarinic được bao gồm trong nhóm được gọi là các thụ thể kết hợp với protein G, bởi vì tùy thuộc vào loại của chúng, hoạt động của chúng được trung gian bởi một số biến thể của protein nói trên, chẳng hạn như Gi, một chất ức chế adenyl cyclase, và Gq hoặc G11. kích hoạt phospholipase C (PLC).

Các thụ thể Muscarinic là các protein màng dài không thể tách rời; Chúng có bảy đoạn xuyên màng bao gồm các vòng xoắn alpha, tuần tự vượt qua lớp kép lipid màng. Bên trong, về phía tế bào chất, chúng liên kết với protein G tương ứng để chuyển tải tương tác giữa phối tử-thụ thể.

Các loại thụ thể muscarinic và chức năng của chúng

Ít nhất 5 loại thụ thể muscarinic đã được xác định và được chỉ định bằng cách sử dụng chữ cái M theo sau là một số, đó là: M1, M2, M3, M4 và M5.

Các thụ thể M1, M3 và M5 tạo thành họ M1 và được đặc trưng bởi sự liên kết của chúng với các protein Gq hoặc G11, trong khi các thụ thể M2 và M4 thuộc họ M2 và được liên kết với protein Gi.

- Máy thu M1

Chúng được tìm thấy chủ yếu ở hệ thần kinh trung ương, trong các tuyến ngoại tiết và trong các hạch của hệ thần kinh tự chủ. Chúng được kết hợp với protein Gq, kích hoạt enzyme phospholipase C, chuyển đổi phosphatidyl inositol (PIP2) thành inositol triphosphate (IP3), giải phóng Ca ++ nội bào và diacylglycerol (DAG), kích hoạt protein kinase C.

- Máy thu M2

Chúng được tìm thấy chủ yếu ở tim, chủ yếu trong các tế bào của nút xoang nhĩ, trên đó chúng hoạt động bằng cách giảm tần số phóng điện, như được mô tả dưới đây.

Tim tự động

Các thụ thể M2 đã được nghiên cứu sâu hơn ở cấp độ nút xoang nhĩ (SA) của tim, nơi thường biểu hiện tính tự động tạo ra các nhịp kích thích nhịp nhàng chịu trách nhiệm cho hoạt động cơ học của tim.

Các tế bào của nút xoang nhĩ, sau mỗi điện thế hoạt động (AP) kích hoạt tâm thu (co bóp), tái phân cực và trở lại mức khoảng -70 mV. Nhưng điện thế không duy trì ở giá trị đó, mà trải qua quá trình khử cực dần dần đến mức ngưỡng kích hoạt điện thế hoạt động mới.

Sự khử cực tiến triển này là do những thay đổi tự phát trong dòng ion (I) bao gồm: giảm đầu ra K + (IK1), xuất hiện dòng đầu vào Na + (Nếu) và sau đó là đầu vào Ca ++ (ICaT), cho đến khi nó đạt đến ngưỡng và dòng Ca ++ khác (ICaL) được kích hoạt, chịu trách nhiệm về điện thế hoạt động.

Nếu đầu ra K + (IK1) rất thấp và dòng đầu vào Na + (If) và Ca ++ (ICaT) cao, quá trình khử cực xảy ra nhanh hơn, điện thế hoạt động và sự co lại xảy ra sớm hơn, và tần số nhịp tim cao hơn. Các sửa đổi trái ngược trong các dòng điện đó làm giảm tần số.

Những thay đổi siêu tốc gây ra bởi norepinephrine (giao cảm) và acetylcholine (phó giao cảm) có thể làm thay đổi những dòng điện này. CAMP trực tiếp kích hoạt các kênh If, protein kinase A (PKA) phosphoryl hóa và kích hoạt các kênh Ca ++ của ICaT, và nhóm βγ của protein Gi kích hoạt đầu ra K +.

Muscarinic action M2

Khi acetylcholine được giải phóng bởi các đầu tận cùng sau tế bào của sợi phế vị tim (phó giao cảm) liên kết với các thụ thể muscarinic M2 của các tế bào của nút xoang nhĩ, tiểu đơn vị αi của protein Gi sẽ trao đổi GDP của nó cho GTP và tách ra, giải phóng khối. βγ.

Tiểu đơn vị αi ức chế adenyl cyclase và giảm sản xuất cAMP, làm giảm hoạt động của kênh If và PKA. Thực tế cuối cùng này làm giảm sự phosphoryl hóa và hoạt động của các kênh Ca ++ đối với ICaT; kết quả là làm giảm dòng khử cực.

Nhóm được hình thành bởi các tiểu đơn vị βγ của protein Gi kích hoạt dòng K + ra bên ngoài (IKACh) có xu hướng chống lại các đầu vào của Na + và Ca ++ và làm giảm tốc độ khử cực.

Kết quả chung là giảm độ dốc khử cực tự phát và giảm nhịp tim.

- Máy thu M3

Sơ đồ thụ thể Muscarinic M3 (Nguồn: Takuma-sa qua Wikimedia Commons)

Chúng có thể được tìm thấy trong cơ trơn (hệ tiêu hóa, bàng quang, mạch máu, phế quản), trong một số tuyến ngoại tiết và trong hệ thần kinh trung ương.

Chúng cũng kết hợp với protein Gq và ở mức độ phổi, có thể gây co thắt phế quản, đồng thời tác động lên lớp nội mạc mạch máu, chúng giải phóng oxit nitric (NO) và gây giãn mạch.

- Máy thu M4 và M5

Những thụ thể này ít được đặc trưng và nghiên cứu hơn những thụ thể trước. Sự hiện diện của nó trong hệ thống thần kinh trung ương và trong một số mô ngoại vi đã được báo cáo, nhưng chức năng của nó không được thiết lập rõ ràng.

Đối kháng

Chất đối kháng phổ quát đối với các thụ thể này là atropine, một alkaloid chiết xuất từ ​​cây Atropa belladonna, liên kết với chúng với ái lực cao, đại diện cho một tiêu chí để phân biệt chúng với các thụ thể nicotinic không nhạy cảm với phân tử này.

Có một số lượng lớn các chất đối kháng khác liên kết với các loại thụ thể muscarinic khác nhau với ái lực khác nhau. Sự kết hợp của các giá trị ái lực khác nhau cho một số trong số chúng đã phục vụ chính xác cho việc đưa các thụ thể này vào một hoặc một trong các loại được mô tả.

Một phần danh sách các chất đối kháng khác sẽ bao gồm: pirenzepine, methoctramine, 4-DAMP, himbazine, AF-DX 384, tripitramine, darifenacin, PD 102807, AQ RA 741, pFHHSiD, MT3 và MT7; chất độc thứ hai chứa trong chất độc của mambas xanh và đen, tương ứng.

Các thụ thể M1, ví dụ, có độ nhạy cao với pirenzepine; M2s bằng tryptramine, methoctramine và hebazine; M3s của 4-DAMP; M4 có liên quan chặt chẽ với độc tố MT3 và cả hebacin; M5 rất giống với M3, nhưng về mặt chúng thì chúng ít liên quan hơn AQ RA 741.

Người giới thiệu

1. Ganong WF: Neurotransmitters and Neuromodulators, in: Review of Medical Physiology, 25 ed. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. González JC: Vai trò của các thụ thể muscarinic trong việc điều chỉnh sự dẫn truyền GABAergic ở vùng hải mã. Bộ nhớ để đủ điều kiện cho các mức độ bác sĩ. Đại học tự trị Madrid. 2013.
3. Guyton AC, Hall JE: Kích thích theo nhịp của tim, trong: Sách giáo khoa Sinh lý Y khoa, ấn bản thứ 13; AC Guyton, JE Hall (biên tập). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
4. Piper HM: Herzerregung, trong: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31th ed; RF Schmidt và cộng sự (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
5. Schrader J, Gödeche A, Kelm M: Das Hertz, in: Physiologie, 6th ed; R Klinke và cộng sự (chủ biên). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
6. Siegelbaum SA, Clapham DE, Schwartz JH: Modulation of Synaptic Transmission: Second Messengers, In: Principles of Neural Science, 5th ed; E Kandel và cộng sự (chủ biên). New York, McGraw-Hill, 2013.