ADRENERGE REZEPTOREN: ORT, FUNKTIONEN UND KLASSIFIKATION - BIOLOGIE - 2025

Die adrenergen Rezeptoren sind Proteinmoleküle auf den Zellmembranen, auf die die Katecholamine Adrenalin (A) und Noradrenalin (NA) ihre Wirkung ausüben. Sein Name leitet sich vom Namen der ersten dieser Substanzen ab, Adrenalin.

Adrenalin ist wiederum der Name, unter dem seit dem 19. Jahrhundert eine Substanz bekannt ist, die organische Reaktionen im Zusammenhang mit Kampf- oder Fluchtreaktionen ermöglicht und die von Zellen im Mark kleiner Zellen entwickelt und sekretiert wurde Drüsen im oberen Pol jeder Niere.

Signalwege adrenerger Rezeptoren (Quelle: Sven Jähnichen. Teilweise übersetzt von Mikael Häggström / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) über Wikimedia Commons)

Aufgrund ihrer anatomischen Beziehung zur Niere wurden diese Drüsen als "Nebennieren" bezeichnet, um ihre Position im oberen Teil der Nieren anzuzeigen, oder auch als Nebennieren, um ihre Nähe oder zusammenhängende Beziehung zu diesen Organen anzuzeigen.

Obwohl die Etymologie des griechischen „Epi“ (oben) und des „Nephros“ (Niere) keinen großen Einfluss auf die Benennung der Drüsen hatte, hatte sie einen Einfluss auf die Benennung der genannten Substanzen, die auch als Adrenalin und Noradrenalin bekannt sind.

Es waren jedoch die lateinischen Wörter, die als Wurzeln vorherrschten, um die Nomenklatur aller mit diesen beiden Substanzen verbundenen Faktoren zu bestimmen, und deshalb sprechen wir von adrenergen oder noradrenergen Zellen, Fasern, Systemen oder Rezeptoren und nicht von epinephrinergen oder norepinephrinegischen.

Adrenerge Rezeptoren gehören zur Klasse der heterotrimeren G-Protein-gekoppelten metabotropen Rezeptoren. Sie sind lange integrale Proteine, die sich von der Außenseite der Zelle erstrecken und 7 α-Helix-Segmente aufweisen, die nacheinander die Dicke der Membran kreuzen, Schleifen außerhalb und innerhalb der Membran bilden und an einem zytoplasmatischen Ende enden.

Ort der adrenergen Rezeptoren

Adrenerge Rezeptoren befinden sich im Zentralnervensystem und in vielen viszeralen Bestandteilen des Körpers.

Im Zentralnervensystem

Im Zentralnervensystem (ZNS) befinden sie sich in den postsynaptischen Membranen von Synapsen, die durch Axonenden gebildet werden, die aus adrenergen oder noradrenergen Zellkernen des Hirnstamms stammen.

Mit Ausnahme der β3-Rezeptoren wurden alle bisher beschriebenen Arten von adrenergen Rezeptoren im Zentralnervensystem identifiziert, insbesondere in den Endbereichen noradrenerger Projektionen mit Ursprung im Cerulean-Locus, einschließlich des optischen Thalamus, des Hypothalamus und des limbischen Systems. und die Großhirnrinde.

In Eingeweiden

Die viszeralen adrenergen Rezeptoren sind von verschiedener Art und befinden sich größtenteils in den Membranen der viszeralen Effektorzellen, auf denen die postganglionären Axone der sympathischen Teilung des autonomen Nervensystems enden und hauptsächlich Noradrenalin freisetzen.

Hier sind Komponenten des Herz-Kreislauf-Systems enthalten, wie die Zellen des Erregungsleitungssystems des Herzens und des atrial und ventrikulär arbeitenden Myokards sowie der arteriolare glatte Muskel der Gefäße in Haut und Schleimhaut, Bauchregion, Skelettmuskel, Kreislauf. Koronararterie, Venen, erektiles Gewebe der Geschlechtsorgane und des Gehirns.

Magen-Darmtrakt

Der Magen-Darm-Trakt hat adrenerge Rezeptoren in seinen Längs- und Kreismuskeln, die für peristaltische Bewegungen verantwortlich sind, sowie auf der Ebene der Schließmuskeln.

Sie werden von Leberzellen und den α- und β-Zellen der Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse exprimiert, wobei letztere mit der Produktion und Freisetzung von Glucagon bzw. Insulin verbunden sind.

Urogenitalsystem

In Bezug auf das Urogenitalsystem wird sein Vorhandensein in den juxtaglomerulären Zellen und in den tubulären Zellen der Niere, im Detrusormuskel und im Trigone der Blase (innerer Schließmuskel), in den Samenbläschen, der Prostata und dem Gang nachgewiesen deferent und Gebärmutter.

Sie sind auch in anderen Strukturen vorhanden, wie dem Pupillendilatatormuskel, den tracheo-bronchialen glatten Muskeln, den Piloerector-Muskeln der Haut, den Speicheldrüsen der Schleimsekretion wie der Submaxillare, der Zirbeldrüse und dem Fettgewebe.

Einige dieser Rezeptoren befinden sich auch auf viszeralen Zellen in Bereichen, die weit entfernt von sympathischen Enden liegen, und werden daher nicht durch Noradrenalin, die von diesen Enden freigesetzte Hauptsubstanz, sondern durch Adrenalin, die vom Nebennierenmark freigesetzte Hauptsubstanz, stimuliert und es wirkt als Hormon.

Eigenschaften

Adrenerge Rezeptoren vermitteln die Auswirkungen, die das sympathische Nervensystem auf die verschiedenen viszeralen Effektorkomponenten auslöst, auf die es einwirkt, indem sie deren Aktivitätsniveau verändern.

Diese Effekte sind so unterschiedlich, wie ihre Verteilung in der viszeralen Komponente variiert, und die verschiedenen Arten und Subtypen von Rezeptoren, die in jedem Gewebe des Körpers vorhanden sind, sind unterschiedlich.

Die Funktionen sind mit den Reaktionen verbunden, die in den Effektoren durch die Aktivierung von adrenergen Rezeptoren ausgelöst werden, wenn diese an ihre Liganden (Adrenalin oder Noradrenalin) binden.

Diese Reaktionen umfassen die Kontraktion oder Entspannung der glatten Muskulatur (abhängig vom betrachteten viszeralen Sektor), die Sekretion oder Hemmung der Substanzsekretion und einige metabolische Aktionen wie Lipolyse oder Glykogenolyse.

Klassifikation von adrenergen Rezeptoren

Pharmakologische Kriterien wurden verwendet, um ihre Identifizierung und Klassifizierung vorzunehmen. Eine davon besteht darin, die relative Wirksamkeit äquimolarer Dosen von Substanzen zu bestimmen, die die Auswirkungen der Aktivierung der verschiedenen Rezeptortypen reproduzieren (sympathomimetisch), während die andere sympatholytische Substanzen verwendet, um diese Auswirkungen zu blockieren.

Mit diesen Verfahren war es neben anderen wie der Bestimmung ihrer Molekülstrukturen und der Klonierung ihrer Gene möglich, die Existenz von zwei großen Kategorien von adrenergen Rezeptoren zu bestimmen:

- alpha (α) und

- Beta (β) -Rezeptoren.

Von den ersteren wurden zwei Subtypen identifiziert: α1 und α2 und von den letzteren Subtypen β1, β2 und β3.

Sowohl Noradrenalin als auch Adrenalin haben die gleiche Intensität der Wirkungen auf α1- und β3-Rezeptoren. Noradrenalin hat stärkere Wirkungen auf β1-Rezeptoren als Adrenalin; während Adrenalin auf α2 und β2 stärker ist als Noradrenalin.

- Alpha-adrenerge Rezeptoren

Α1 Rezeptoren

Diese Rezeptoren befinden sich in der glatten Muskulatur der meisten Gefäßbetten, in den Schließmuskeln des Magen-Darm-Trakts und im inneren Schließmuskel der Blase, im Pupillendilatator-Muskel, im Piloerector-Muskel, in den Samenbläschen. die Prostata, die Vas deferens, die submaxilläre Speicheldrüse und die Nierentubuli.

Die Aktivierung all dieser Effektoren hängt von der Menge an cytosolischem Calcium (Ca2 +) ab, die wiederum von seiner Freisetzung aus seiner Speicherstelle im sarkoplasmatischen Retikulum abhängt. Freisetzung, die auftritt, wenn Kalziumkanäle geöffnet werden, die durch ein Molekül namens Inositoltriphosphat oder IP3 aktiviert werden.

Die α1-Rezeptoren sind an ein G-Protein namens Gq mit drei Untereinheiten gekoppelt: αq, β und γ.

Wenn der Rezeptor durch seinen Liganden aktiviert wird, wird das Protein in eine βγ- und eine αq-Komponente dissoziiert, die das Phospholipaseenzym aktivieren. Es produziert Diacylglycerin aus Membran-Inositol-Diphosphat (PIP2). Diacylglycerin aktiviert die Proteinkinase C und IP3, was die Freisetzung von Calcium in das Zytoplasma begünstigt.

Α2 Rezeptoren

Ihr Vorhandensein wurde in der longitudinalen und kreisförmigen Muskulatur des Magen-Darm-Trakts beschrieben, wo sie durch Hemmung ihrer Motilität wirken. Sie sind auch in Pankreas-β-Zellen lokalisiert, wo sie die Insulinsekretion hemmen.

Sie werden auch als Autorezeptoren auf der Ebene der präsynaptischen Membran der sympathischen noradrenergen Varikosen exprimiert, wo sie durch freigesetztes Noradrenalin aktiviert werden und als negativer Rückkopplungsmechanismus wirken und die nachfolgende Sekretion des Neurotransmitters hemmen.

Die α2-Rezeptoren arbeiten gekoppelt an ein Gi-Protein, das so genannt wird, weil seine Alpha-Untereinheit (αi), wenn es vom βγ-Komplex getrennt wird, eine Hemmung der Adenylcyclase erzeugt und die intrazellulären cAMP-Spiegel verringert, wodurch die Aktivität der Proteinkinase A verringert wird (PKA). Daher die hemmende Wirkung dieser Rezeptoren.

- Beta-adrenerge Rezeptoren

Β1 Rezeptoren

Sie befinden sich auf der Ebene der Schrittmacherzellen des Sinusknotens sowie im Herzanregungsleitungssystem und im kontraktilen Myokard, an deren Stellen sie Frequenzerhöhungen (Chronotropismus +) und Leitungsgeschwindigkeiten (Dromotropismus +) fördern ), die Kontraktionskraft (Inotropismus +) und die Relaxationsrate (Lusotropismus +) des Herzens.

Sie wurden auch in der Muskulatur des Magen-Darm-Trakts (die sie hemmen) und in den Zellen des juxtaglomerulären Apparats der Niere (wo sie die Reninsekretion fördern) beschrieben.

Alle beta-ähnlichen Rezeptoren (β1, β2 und β3) sind Gs-Protein-gekoppelt. Der Index "s" bezieht sich auf die stimulierende Aktivität des Enzyms Adenylcyclase, die ausgelöst wird, wenn der Rezeptor mit seinem Liganden interagiert und die αs-Untereinheit freisetzt.

Das cAMP aktiviert PKA und dies ist für die Phosphorylierung von Proteinen wie Kanälen, Pumpen oder Enzymen verantwortlich, die Reaktionen auf Rezeptoren vermitteln.

Β2 Rezeptoren

Sie wurden auf der Ebene der glatten Muskulatur in den Arteriolen des Skelettmuskels, im Detrusormuskel der Blase, in der Gebärmutter und in den Tracheobronchialmuskeln entdeckt und induzieren bei allen eine Entspannung.

Diagramm der Kristallstruktur eines adrenergen Beta 2 -Rezeptors (Quelle: S. Jähnichen / Public Domain via Wikimedia Commons)

Sie werden auch in der Zirbeldrüse (wo sie die Melatoninsynthese fördern), in der Leber (wo sie die Glykolyse und Glukoneogenese fördern) und in Fettgewebezellen (wo sie die Lipolyse und die Freisetzung von Fettsäuren in das Blut fördern) exprimiert. frei).

Β3 Rezeptoren

Dies sind die letzten, die identifiziert wurden. Wie oben erwähnt, tritt ihre Anwesenheit nicht im Zentralnervensystem auf, sondern ist auf die Peripherie des Körpers beschränkt, wo sie sich ausschließlich auf der Ebene der Zellen des braunen Fettgewebes befinden und direkt an der Wärmeerzeugung beteiligt sind. durch Lipidkatabolismus in diesem Gewebe.

Verweise

1. Ganong WF: Neurotransmitter und Neuromodulatoren, in: Review of Medical Physiology, 25. Aufl. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. Guyton AC, Halle JE: Das autonome Nervensystem und das Nebennierenmark, in: Lehrbuch für Medizinische Physiologie, 13. Ausgabe; AC Guyton, JE Hall (Hrsg.). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
3. Jänig W: Vegetatives Nervensystem, in: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31. Aufl.; RF Schmidt et al. (Hrsg.). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
4. Verkäufer H: Neurovegetative Regulationen, in: Physiologie, 6. Auflage; R. Klinke et al. (Hrsg.). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Siegelbaum SA, Clapham DE, Schwartz JH: Modulation der synaptischen Übertragung: Second Messenger, In: Principles of Neural Science, 5. Auflage; E Kandel et al. (Hrsg.). New York, McGraw-Hill, 2013.