Кіріспе
Ацетилхолин рецепторлары мускаринге таңдамалы байланысы үшін аталған. Мускариндік ацетилхолин рецепторлары, немесе mAChR – бұл кейбір нейрондар мен басқа жасушалардың жасушалық мембраналарында G белгісіз ақуызбен байланысқан рецептор кешендерін құрайтын ацетилхолин рецепторлары. Олар бірнеше қызмет атқарады, оның ішінде парасимпатиялық жүйке жүйесіндегі постганглиондық талшықтардан бөлінетін ацетилхолинді күшейтуші негізгі рецептор болып табылады. Мускарин рецепторлары никотинге қарағанда мускаринге көбірек сезімтал болғандықтан осылай аталған. Олардың қарсы әрекеттесетін нұсқалары – никотиндік ацетилхолин рецепторлары (nAChR), автономды жүйке жүйесінде маңызды роль атқаратын рецепторлық иондық каналдар. Көптеген дәрілер мен басқа заттар (мысалы, пилокарпин және скополамин) осы екі түрлі рецепторға селективті агонисттер немесе антагонисттер ретінде әсер ете отырып, өзгерістер енгізеді.
Muscarinic acetylcholine receptors, or mAChRs, are acetylcholine receptors that form G protein coupled receptor complexes in the cell membranes of certain neurons and other cells. They play several roles, including acting as the main end receptor stimulated by acetylcholine released from postganglionic fibers in the parasympathetic nervous system. Muscarinic receptors are so named because they are more sensitive to muscarine than to nicotine. Their counterparts are nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs), receptor ion channels that are also important in the autonomic nervous system. Many drugs and other substances (for example pilocarpine and scopolamine) manipulate these two distinct receptors by acting as selective agonists or antagonists.
Қалпына келтіру рецепторлары
АCh әрқашан автономды ганглионда нейротрансмиттер ретінде қолданылады. Постганглиондық нейронның никотинді рецепторлары осы нейронның бастапқы тез деполяризациясына (Жылдам EPSP) жауапты. Осы себепті никотин рецепторлары көбінесе ганглиондағы постганглиондық нейрондардағы рецептор ретінде айтылады. Дегенмен, стимуляциядан кейін постганглиондық нейронның қалпына келуін көрсететін кейінгі гиперполяризация (IPSP) және баяу деполяризация (Баяу EPSP) шындығында М2 және М1 типті мускариндік рецепторлармен жүзеге асырылады (төменде талқыланады). Перифериялық автономды талшықтар (симпатиялық және парасимпатиялық талшықтар) анатомиялық тұрғыдан преганглиондық немесе постганглиондық талшықтар ретінде жіктеледі, содан кейін норадреналинді босататын адренергиялық талшықтар немесе ацетилхолинді босататын және ацетилхолин рецепторларын экспрессиялайтын холинергиялық талшықтар ретінде жіктеледі. Преганглиондық симпатиялық және преганглиондық парасимпатиялық талшықтардың барлығы холинергиялық. Көптеген постганглиондық симпатиялық талшықтар адренергиялық: олардың нейротрансмиттері норадреналин, бірақ тер бездеріне, дене түктерінің пилоэректильді бұлшық еттеріне және қаңқа бұлшық еттері артериолаларына бағытталған постганглиондық симпатиялық талшықтар адреналин/норадреналинді пайдаланбайды. Бүйрек үсті безінің миы симпатиялық ганглий ретінде қарастырылады және басқа симпатиялық ганглийлер сияқты холинергиялық преганглиондық симпатиялық талшықтармен қамтамасыз етіледі: осы синапста ацетилхолин нейротрансмиттер ретінде қолданылады. Бүйрек үсті безінің миының хромафинді жасушалары «өзгертілген нейрон» рөлінде әрекет етеді, адреналин мен норадреналинді гормон ретінде, нейротрансмиттер ретінде емес, қан ағынына бөліп шығарады. Перифериялық автономды жүйенің қалған постганглиондық талшықтары парасимпатиялық бөлімге жатады; барлығы холинергиялық талшықтар және ацетилхолинді нейротрансмиттер ретінде қолданады.
Постганглиондық нейрондар
Бұл рецепторлардың тағы бір қызметі – автономды жүйке жүйесінің парасимпатикалық бөлімінде иннервацияланған тіндер мен постганглиондық нейрондардың қосылған жері. Мұнда ацетилхолин тағы да нейротрансмиттер ретінде пайдаланылады, ал мускарин рецепторлары иннервацияланған тіндердегі басты рецепторлар болып табылады.
Иннервацияланған тін
Симпатикалық жүйенің өте аз бөлігі холинергиялық рецепторларды қолданады. Тер бездерінде рецепторлар мускариндік типте болады. Симпатикалық жүйке жүйесі сонымен қатар бүйрек үсті безінің миындағы хромафинді жасушаларда аяқталатын преганглиондық жүйкелерге ие, олар эпинефрин және норадреналинді қан ағынына бөліп шығарады. Кейбір ғалымдар хромафинді жасушалар – бұл өзгертілген постганглиондық орталық жүйке талшықтары деп санайды. Бүйрек үсті безінің миында ацетилхолин нейротрансмиттер ретінде қолданылады, ал рецептор никотиндік типте болады. Соматикалық жүйке жүйесі нейромышектік қосылыста ацетилхолинге никотиндік рецепторларды қолданады.
Жоғары орталық жүйке жүйесі
Мускариндік ацетилхолин рецепторлары жергілікті жүйке жүйесінде кеңінен таралған, синапстан кейінгі және пресинаптық орналасқан жерлерде де кездеседі. Симпатикалық нейрондардағы постсинаптикалық рецепторлардың болуы парасимпатикалық жүйке жүйесіне симпатикалық әсерлерді тежеуге мүмкіндік беретініне қатысты деректер бар.
Нейромышектік түйісудің пресинаптық мембранасы
Белгілі болғандай, мускариндік ацетилхолин рецепторлары соматикалық нейрондардың нейро-бұлшықеттік түйініндегі пресинаптикалық мембранасында да кездеседі, онда олар ацетилхолиннің босауын реттеуге қатысады.
Мускарин рецепторларының түрі
Мускариндік ацетилхолин рецепторлары G белоктарын сигнал беру механизмі ретінде пайдаланатын метаботроптық рецепторлар класына жатады. Мұндай рецепторларда сигнал молекуласы (лиганд) жеті трансмембраналық аймағы бар мономерлік рецептормен байланысады; осы жағдайда лиганд – АХ. Бұл рецептор G белоктары деп аталатын жасушаішілік ақуыздарға байланысты, олар жасуша ішінде ақпараттық каскадты бастайды. M1, M3, M5 рецепторлары Gq белоктарымен, ал M2 және M4 рецепторлары Gi/o белоктарымен жұптасады. Басқа жіктеу жүйелері де бар. Мысалы, пирензепин дәрісі мускариндік антагонист (АХ әсерін азайтады), ол басқа субтиптерге қарағанда M1 рецепторларында әлдеқайда күшті әсер етеді. Әр түрлі субтиптерді қабылдау сандық тәртіппен жүргізілді, сондықтан ертеректегі дереккөздер тек M1 және M2 субтиптерін ғана танитын, ал кейінгі зерттеулер M3, M4 және соңғы кезде M5 субтиптерін таниды.
Генетикалық айырмашылықтар
Осы уақытта генетиктер мен молекулалық биологтар м1-м5 (кіші әріпті m; индексі жоқ) деп аталатын мускарин рецепторларын кодтайтын бес генді сипаттады. Олар фармакологиялық типтері M1-M5 үшін кодтайды. m1 және m2 рецепторлары M1 және M2 рецепторлық ақуыздарының ішінара секвенирленуі негізінде анықталды. Ал қалғандары биоинформатикалық техникаларды қолданып, гомологиялық ұқсастықтарды іздеу арқылы табылды.
M2 рецепторы
М2 мускарин рецепторлары жүрек пен өкпеде орналасқан. Жүректе олар деполяризация жылдамдығын баяулату арқылы қалыпты синустық ритмнен төмен жүрек соғу жиілігін төмендетеді. Адамдарда тынығу кезінде вагальдық белсенділік симпатикалық белсенділіктен басым. Сондықтан, М2 рецепторларын тежеу (мысалы, атропинмен) жүрек соғу жиілігінің артуына себеп болады. Олар сонымен қатар атриумның жиырылу күшін орташа деңгейде азайтады және атриовентрикулярлық түйіннің (АВ түйін) өткізу жылдамдығын төмендетеді. Бұған қоса, қарынша бұлшық еттерінің жиырылу күшін де сәл азайтады. М2 мускарин рецепторлары Gi-типті рецептор арқылы әрекет етеді, бұл жасуша ішіндегі cAMP деңгейінің төмендеуіне, вольтажға сезімтал Ca2+ каналдарының тежелуіне және жалпы алғанда K+ шығынының жоғарылауына алып келеді, нәтижесінде тежегіш әсерлер пайда болады.
М3 рецепторы
М3 мускарин рецепторлары организмнің көптеген жерлерінде орналасқан. Олар қан тамырларының тегіс бұлшық еттерінде, сондай-ақ өкпеде де орналасқан. M3 рецепторы Gq-мен байланысқандықтан және жасушаішілік кальцийдің артуын қамтамасыз ететіндіктен, әдетте тегіс бұлшық еттердің жиырылуын тудырады, мысалы, бронхтардың тарылуы және несеп шығару кезінде байқалады. Дегенмен, қан тамырларына қатысты, M3 рецепторының қан тамырлары эндотелий жасушаларында белсендірілуі азот оксидінің синтезінің күшеюіне алып келеді, ол жақын орналасқан қан тамырларының тегіс бұлшық еттеріне таралып, оларды босаңсытады. Осылайша, парасимпатомиметикалардың қан тамырлары және бронхиолалар тонусына қатысты парадоксалды әсерін түсіндіруге болады. Шындығында, қан тамырларының тегіс бұлшық еттерін тікелей стимуляциялау арқылы, M3 рецепторы қан тамырларының эндотелийі бұзылған жағдайларда қан тамырларын тарылтады. М3 рецепторлары сонымен қатар көптеген бездерде орналасқан, олар сілекей бездері сияқты организмнің басқа да бездерінде секрецияны стимуляциялауға көмектеседі. М1 мускарин рецепторы сияқты, М3 рецепторлары да Gq класындағы G белоктары болып табылады, олар фосфолипаза С-ні күшейтеді, демек, инозитол трифосфаты мен жасушаішілік кальцийді сигналдық жол ретінде реттейді. Атропин (көздің қарамағын кеңейту үшін), скополамин (тегеуріндіктің алдын алу үшін қолданылады) және ипратропиум (ЖЭЖБ емдеуде қолданылады).