Receptory muskarynowe

Receptory muskarynowe − grupa receptorów metabotropowych zlokalizowanych na błonach komórkowych, których pobudzenie w organizmie przez acetylocholinę wiąże się z aktywacją białka G i fosforylacją GDP do GTP.

Budowa

Każdy receptor muskarynowy zbudowany jest z pojedynczego hydrofobowego białka, które posiadają 7 odcinków śródbłonowych o strukturze α-helisy. Acetylocholina przyłącza się do zewnątrzkomórkowych części białka powodując zmianę jego konformacji. Dzięki temu do drugiej i trzeciej pętli wewnątrzkomórkowej może przyłączyć się białko G, które aktywując się w ten sposób doprowadza do powstania z GDP GTP, które związane z podjednostką α białka G tworzy aktywny kompleks aktywujący przekaźniki drugiego rzędu.

Typy receptorów muskarynowych

Dotychczas zidentyfikowano pięć typów receptorów muskarynowych:

• M₁ − znajduje się głównie w komórkach ośrodkowego układu nerwowego a także neuronach obwodowego układu nerwowego i komórkach okładzinowych żołądka
• M₂ − występuje w tkance mięśniowej typu sercowego a także w zakończeniach presynaptycznych układu nerwowego obwodowego i ośrodkowego.
• M₃ − występują na komórkach gruczołowych oraz mięśniówce gładkiej narządów wewnętrznych oraz naczyń krwionośnych
• M₄ − znajdują się w ośrodkowym układzie nerwowym, odpowiadają czynnościowo receptorom M₂
• M₅ − znajdują się w ośrodkowym układzie nerwowym, odpowiadają czynnościowo receptorom M₃

Różnice w mechanizmach działania między typami receptorów

Pod względem działania receptory można podzielić na dwie grupy:

• M₁, M₃ i M₅ aktywują typ G_q białka G. Uwolnione w wyniku hydrolizy podjednostki βγ białka G aktywuje fosfolipazę C, która rozkłada difosforan fosfatydyloinozytolu (PIP₂) na trifosforan inozytolu (IP₃) i diacyloglicerol (DAG). IP₃ uwalnia zarówno wewnatrzkomórkowe zasoby wapnia jak i otwiera receptory wapniowe w błonie komórkowej prowadząc do wzrostu stężenia Ca²⁺ w cytoplazmie. W komórkach mięśniowych wywołuje to skurcz. Natomiast DAG aktywuję kinazę C wyzwalając kaskadę aktywującą szereg białek.
• M₂ i M₄ − aktywują one białka typu Gi, które hamują aktywność cyklazy adenylanowej. Spadek cAMP powoduje zwiększenie przewodzenia przez kanały K⁺. Zwiększenie stężenia potasu hamuje przewodnictwo przez kanały wapniowe zależne od potencjału. Pobudzenie receptorów muskarynowych może również aktywować kaskadę przemian kwasu arachidonowego oraz aktywować cyklazę guanylową.

Efekt działania

• M₁ − depolaryzacja w zwojach układu autonomicznego i pobudzenie ośrodkowego układu nerwowego (przypuszczalny wpływ na procesy zapamiętywania), skurcz mięśni gładkich przewodu pokarmowego oraz wzrost wydzielania soku żołądkowego
• M₂ − skrócenie trwania potencjału czynnościowego oraz ujemny efekt dromotropowy (zwolnienie przewodzenia)
• M₃ − zwiększenie wydzielania gruczołów takich jak ślinianki, gruczoły potowe czy oskrzelowe; skurcz mięśni gładkich przy równoczesnym wzroście wydzielania tlenku azotu(II), który w efekcie powoduje rozszerzenie naczyń.

Rola receptorów M₄ i M₅ jest niepewna.

Agoniści i antagoniści

Naturalnym agonistą wszystkich receptorów muskarynowych jest acetylocholina. Ponadto stwierdzono, że pewne substancje egzogenne mogą działać zarówno jak agoniści jak i antagoniści na poszczególne typy receptorów:

Typ	Agonisci	Antagonisci
M1	oksotremoryna cerwimelina arekolina	atropina pirenzepina dicyklomina
M2	arekolina	atropina gallamina
M3	arekolina pilokarpina	atropina tiotropium

Bibliografia

1. Wojciech Kostowski (red.), Farmakologia. Podstawy farmakologi, Podręcznik dla studentów medycyny i lekarzy wyd. II poprawione, Warszawa 2001, Wydawnictwo Lekarskie PZWL ISBN 83-200-2504-4