קולטנים אדרנרגיים: מיקום, פונקציות ומיון - ביולוגיה - 2025

קולטנים אדרנרגיים הם מולקולות חלבון הנמצא על קרום התא שעליו אדרנלין קטכולאמינים (א) ונוראדרנלין (NA) להשפעות שלהם. שמו נובע משמו של הראשון מחומרים אלו, אדרנלין.

אדרנלין הוא בתורו השם שבאמצעותו ידוע חומר שמאפשר לתגובות אורגניות הקשורות לתגובות מלחמה או טיסה מאז המאה ה -19, ואשר התגלה כמובחן ומופרש על ידי תאים במח העצם של קטן בלוטות הנמצאות בקוטב העליון של כל כליות.

מסלולי איתות של קולטנים אדרנרגיים (מקור: Sven Jähnichen. תרגם חלקית על ידי Mikael Häggström / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) באמצעות Wikimedia Commons)

בשל מערכות היחסים האנטומיות שלהם עם הכליה, נקראו בלוטות אלה "אדרנל", כדי לציין את מיקומן בחלק העליון של הכליות, או גם אדרנליים, כדי להצביע על קרבה או קשר רציף עם איברים אלה.

אף על פי שהאטימולוגיה של "האפי" היווני (למעלה) ו"נפרוס "(כליות) לא השפיעו רבות על שמות הבלוטות, היא השפיעה על שמות החומרים המוזכרים הידועים גם בשם אפינפרין ונוראדרנלין.

עם זאת, המילים הלטיניות ששררו כשורשים היו לבסס את המינוח של כל הגורמים הקשורים לשני החומרים הללו, וזו הסיבה שאנחנו מדברים על תאים אדרנרגיים או נוראדרנרגיים, סיבים, מערכות או קולטנים, ולא אפינפרינרגיים או נוראפינפרינגיים.

קולטנים אדרנרגיים שייכים לקבוצת הקולטנים המטבוטרופיים המשולבים לחלבון G. מדובר בחלבונים אינטגרליים ארוכים המשתרעים מהחלק החיצוני של התא ויש להם 7 קטעי α-helix החוצים ברצף את עובי הממברנה, יוצרים לולאות מחוץ לממברנה ובתוכם ומסתיימים בסוף ציטופלזמה.

מיקום רצפטורים אדרנרגיים

קולטנים אדרנרגיים ממוקמים במערכת העצבים המרכזית וברבים מהמרכיבים הוויזראאליים בגוף.

במערכת העצבים המרכזית

במערכת העצבים המרכזית (CNS) הם ממוקמים בקרומים פוסט-סינפטיים של סינפסות הנוצרות על ידי קצות אקסון שמקורם בגרעיני תאים אדרנרגיים או נוראדרנרגיים של גזע המוח.

למעט קולטני β3, כל סוגי הקולטנים האדרנרגיים שתוארו עד כה זוהו במערכת העצבים המרכזית, במיוחד באזורים הסופניים של תחזיות נוראדרנרגיות שמקורם בלוקוס הסרולי, כולל התלמוס האופטי, ההיפותלמוס, המערכת הלימבית. וקליפת המוח.

בבקמת גופות

בנוגע לקולטנים האדרנרגיים הבסיסיים, הם מסוגים שונים והם ממוקמים לרוב בקרומים של תאי אפקטור הקרביים עליהם מסתיימים האקסונים הפוסט-נגליוניים של החלוקה הסימפתטית של מערכת העצבים האוטונומית ומשחררים בעיקר נוראפינפרין.

מרכיבים של מערכת הלב וכלי הדם כלולים כאן, כמו תאים של מערכת ההולכה-הולכה של הלב, שריר הלב והפרוזדורים, וכן שריר החלק העורקים של כלי העור והרירית, אזור הבטן, שריר השלד, זרימת הדם. עורק כלילי, ורידים, רקמת זקפה של אברי המין והמוח.

מערכת עיכול

בדרכי העיכול יש קולטנים אדרנרגיים בשריריו האורךיים והמעגליים האחראים לתנועות פריסטלטיות, וגם ברמה של הסוגרים.

הם באים לידי ביטוי על ידי תאי כבד ותאי α ו- β של איים Langerhans של הלבלב, האחרונים קשורים לייצור ושחרור של גלוקגון ואינסולין, בהתאמה.

מערכת ג'ניטו-שתן

ביחס למערכת השתן-שתן, נוכחותה מתגלה בתאים הסמיכים-תאים ובתאים הצינוריים של הכליה, בשריר הדטרוס ובטריגון שלפוחית ​​השתן (הסוגר הפנימי), בכריתות הזרע, הערמונית, צינור השלפוחית דחיית הרחם.

הם קיימים גם במבנים אחרים כמו שריר הרחבת האישונים, שרירי החלקה-הברכיאלית, שרירי העורבוב, בלוטות הרוק של הפרשת הריר כגון תת-מיקסילרי, בלוטת האצטרובל ורקמת השומן.

חלק מהקולטנים הללו ממוקמים גם על תאי קרביים באזורים רחוקים מקצות אוהדים ולכן אינם מעוררים על ידי נוראפינפרין, החומר העיקרי שמשתחרר על ידי קצות אלה, אלא על ידי אדרנלין, החומר העיקרי שמשוחרר על ידי מדוללת האדרנל. וזה פועל כהורמון.

מאפיינים

קולטנים אדרנרגיים מתווכים את ההשפעות שמערכת העצבים הסימפתטית משחררת על מרכיבי אפקטור הצינון השונים עליהם היא פועלת על ידי שינוי רמת הפעילות שלהם.

השפעות אלה מגוונות כמו שההפצה שלהם במרכיב הוויזראלי מגוונת, והסוגים והתת-סוגים השונים של הקולטנים הנמצאים בכל רקמה בגוף מגוונים.

הפונקציות קשורות לתגובות המופעלות באפקטורים על ידי הפעלת קולטנים אדרנרגיים כאשר אלה נקשרים ליגנדים שלהם (אדרנלין או נוראדרנלין).

תגובות אלו כוללות התכווצות או הרפיה של שרירים חלקים (תלוי בגזרה הבסיסית הנחשבת), הפרשה או עכבה של הפרשת חומרים וכמה פעולות מטבוליות כמו ליפוליזה או גליקוגנוליזה.

סיווג קולטנים אדרנרגיים

קריטריונים פרמקולוגיים שימשו לצורך זיהוי וסיווגם. אחד מהם מורכב בקביעת היעילות היחסית של מינונים אקווימולריים של חומרים המשחזרים (סימפטומימטיים) את השפעות ההפעלה של סוגים שונים של קולטנים, ואילו השני משתמש בחומרים סימפתוליטיים כדי לחסום השפעות אלה.

עם נהלים אלה, יחד עם אחרים כמו קביעת המבנים המולקולריים שלהם ושיבוט הגנים שלהם, ניתן היה לקבוע את קיומם של שתי קטגוריות גדולות של קולטנים אדרנרגיים:

- אלפא (α) ו-

- קולטני בטא (β).

מבין הראשונים, זוהו שני תת-סוגים: α1 ו- α2, ושל האחרונים המשנה הם סוגים β1, β2 ו- β3.

הן נוראפינפרין והן אפינפרין יש את אותה עוצמת השפעות על קולטני α1 ו- β3. לנוראפינפרין השפעות חזקות יותר על קולטני β1 בהשוואה לאפינפרין; ואילו האדרנלין חזק יותר מנוראדרנלין ב- α2 ו- β2.

- קולטנים אדרנרגיים אלפא

Recept1 קולטנים

קולטנים אלה נמצאים בשריר החלק של מרבית המיטות בכלי הדם, בסוגרים של מערכת העיכול ובסוגר הפנימי של שלפוחית ​​השתן, בשריר הרחבת האישונים, בשריר הניתוח, בכליות הזרע, הערמונית, הדלקת הוואס, בלוטת הרוק התת-מלומית וצינורות הכליה.

הפעלת כל אותם אפקטורים תלויה ברמת הסידן הציטוסולי (Ca2 +), אשר בתורו תלוי בשחרורו מאתר האחסון שלה בתכנית הרקופלסמוס; שחרור המתרחש כאשר פתיחת תעלות סידן מופעלות על ידי מולקולה הנקראת אינזיטול טריפוספט או IP3.

קולטני ה- α1 מצמידים לחלבון G הנקרא Gq, עם שלוש יחידות משנה: αq, β ו- γ.

כאשר הקולטן מופעל על ידי הליגנד שלו, החלבון מתנתק ל βγ ולרכיב αq, שמפעיל את האנזים פוספוליפאז. היא מייצרת דיאקילגלצירול ממפלגת אינוספטול דיפוספט (ממברנה) (PIP2). דיאקילגלייזרול מפעיל חלבון קינאז C ו- IP3, המעדיף את שחרור הסידן לציטופלסמה.

Α2 קולטנים

נוכחותם תוארה בשריר האורך והעגול של מערכת העיכול, שם הם פועלים על ידי עיכוב תנועתיותו. הם ממוקמים גם בתאי β לבלב, שם הם מעכבים הפרשת אינסולין.

הם באים לידי ביטוי גם כקולטנים אוטומטיים ברמת הממברנה הפרה-סינפטית של הדליות הנוראדרנרגיות הסימפתטיות, שם הם מופעלים על ידי נוראדרנלין משוחרר ופועלים כמנגנון משוב שלילי, ומעכב את הפרשתו הבאה של המעביר העצבי.

קולטני ה- α2 פועלים במקביל לחלבון Gi, מה שנקרא מכיוון שתת היחידה האלפאית שלו (αi), כשהם מופרדים ממתחם βγ, מייצרת עיכוב של אדניל ציקלאז ומפחיתה את רמות ה- CAMP התאים, ובכך מפחיתה את הפעילות של חלבון קינאז A (PKA). מכאן ההשפעה המעכבת של קולטנים אלה.

- קולטנים אדרנרגיים בטא

Recept1 קולטנים

הם ממוקמים ברמה של תאי הקוצב של צומת הצינור, כמו גם במערכת ההולכה של עירור הלב ובשריר הלב העברי, שבמיקומיהם הם מקדמים עלייה בתדירות (כרונוטרופיזם +) ומהירות הולכה (דרומוטרופיזם + ), כוח ההתכווצות (אינוטרופיזם +) וקצב ההרפיה (לוסוטרופיזם +) של הלב.

הם תוארו גם בשרירים של מערכת העיכול (אותה הם מעכבים) ובתאים של המנגנון הסמיך-כליתי של הכליה (שם הם מקדמים את הפרשת הרנין).

כל הקולטנים דמויי בטא (β1, β2 ו- β3) הם צמודים לחלבון Gs. התסריט "s" מתייחס לפעילות הגירוי של האנזים אדניל ציקלאז, המופעל כאשר הקולטן מתקשר עם הליגנד שלו ומשחרר את יחידת המשנה α.

ה- CAMP מפעיל את PKA וזה אחראי על חלבונים זרחניים כמו תעלות, משאבות או אנזימים המתווכים את התגובות לקולטנים.

Β2 קולטנים

הם נחשפו ברמה של השריר החלק הממוקם בעורקי שריר השלד, בשריר הזרע של שלפוחית ​​השתן, ברחם ובשרירי הטרכוברונכיאלי, מה שמשרה רגיעה בכולם.

תרשים של מבנה הגביש של רצפטור אדרנרגי בטא 2 (מקור: S. Jähnichen / רשות הרבים באמצעות ויקימדיה Commons)

הם מתבטאים גם בבלוטת האצטרובל (שם הם מקדמים סינתזת מלטונין), בכבד (שם הם מקדמים גליקוליזה וגלוקונאוגנזה), ובתאי רקמות שומן (שם הם מקדמים ליפוליזה ושחרור חומצות שומן לדם) חינם).

Recept3 קולטנים

אלה האחרונים שזוהו. כאמור, נוכחותם אינה מתרחשת במערכת העצבים המרכזית, אלא מוגבלת לפריפריה של הגוף, שם הם ממוקמים באופן בלעדי ברמת התאים של רקמת השומן החומה ומעורבים ישירות בייצור חום. באמצעות קטבוליזם של שומנים ברקמה זו.

הפניות

1. Ganong WF: נוירוטרנסמיטורים ומעצבי עצבים, מתוך: סקירה של הפיזיולוגיה הרפואית, מהדורה 25. ניו יורק, McGraw-Hill Education, 2016.
2. גייטון AC, אולם JE: מערכת העצבים האוטונומית ומדולת האדרנל, בספר: ספר לימוד לפיזיולוגיה רפואית, 13 ed; AC גייטון, ג'ול הול (עורכים). פילדלפיה, Elsevier Inc., 2016.
3. Jänig W: Vegetative Nervensystem, ב: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, ed ed 31; RF שמידט ואח '(עורכים). היידלברג, שפרינגר מדיזין ורלאג, 2010.
4. המוכר H: רגולציה נוירובטיבית, ב: פיזיולוגיה, הוצאה 6; R Klinke et al (eds). שטוטגרט, גאורג ת'יה ורלג, 2010.
5. Siegelbaum SA, Clapham DE, Schwartz JH: Modulation of Synaptic Transmission: Messengers Second, In: Principles of Neural Science, 5th ed; E Kandel et al (eds). ניו יורק, מקגרו היל, 2013.