Autonomni receptori i efektorski odgovori

Receptor povezuje signal sa funkcijom

Autonomni neurotransmiter ne nosi unaprijed određenu naredbu za pobuđivanje ili inhibiciju svakog organa. Njegov učinak zavisi od receptora koji ćelija izražava i unutrašnjih procesa sa kojima je taj receptor povezan. Acetilholin može usporiti srčani pejsmejker, a istovremeno podsticati kontrakciju određenog glatkog mišića. Razlika nastaje u ćeliji koja prima signal.

Nikotinski i muskarinski receptori odgovaraju na acetilholin, ali se razlikuju po mehanizmu. Nikotinski receptor je jonotropni katjonski kanal. Muskarinski receptor je povezan sa G-proteinima i mijenja aktivnost signalnih puteva ili kanala. Adrenergički receptori odgovaraju na kateholamine i takođe koriste G-proteine. Podtipovi ovih receptora omogućavaju preciznije usklađivanje organa nego jednostavna podjela neurotransmitera na pobuđujuće i inhibirajuće.

Ganglijski i efektorski holinergički odgovor

U autonomnim ganglionima acetilholin preganglijskog neurona otvara nikotinske receptore i izaziva depolarizaciju postganglijskog neurona. Sličan osnovni mehanizam postoji u srži nadbubrežne žlijezde, gdje pobuđivanje hromafinih ćelija omogućava sekreciju kateholamina. Nikotinski receptori na skeletnoj motornoj ploči imaju isti opšti tip kanalskog djelovanja, ali nisu identični ganglijskim receptorima.

U srcu muskarinski M2 receptori preko Gi signalizacije smanjuju doprinos cikličnog AMP-a, a podjedinice G-proteina mogu neposredno aktivirati određene kalijumove kanale. Povećanje kalijumove provodljivosti i smanjenje depolarizujućih uticaja otežavaju spontano dostizanje praga u pejsmejkerskim ćelijama. Posljedica je sporiji ritam, uz usporavanje provođenja u atrioventrikularnom području.

M3 receptori u mnogim žlijezdama i glatkom mišiću aktiviraju Gq, fosfolipazu C i signalni put inozitol-trifosfata. Porast citosolnog kalcijuma podržava sekreciju ili kontrakciju, zavisno od ćelije. Važan poseban slučaj je vaskularni endotel, gdje muskarinski signal može podstaći oslobađanje azot-monoksida i posredno relaksirati glatki mišić. Položaj receptora zato mijenja odgovor čak i u okviru istog krvnog suda.

Adrenergički putevi

Aktivacija alfa1 receptora obično povećava Gq-posredovanu kalcijumsku signalizaciju. U vaskularnom glatkom mišiću to podržava kontrakciju i povećanje otpora protoku, a u radijalnom mišiću dužice doprinosi širenju zjenice. Učinak treba vezati za konkretno efektorsko tkivo, jer isti signalni put može u drugoj ćeliji regulisati drugačiju funkciju.

Alfa2 receptori često su povezani sa Gi signalizacijom. Na presinaptičkim simpatičkim završecima mogu djelovati kao autoreceptori koji smanjuju dalje oslobađanje noradrenalina. Time se ostvaruje lokalna negativna povratna sprega. Njihovo postojanje na drugim ćelijama znači da alfa2 djelovanje nije ograničeno isključivo na ovu presinaptičku ulogu.

Beta receptori preko Gs povećavaju stvaranje cikličnog AMP-a. Beta1 djelovanje u srcu podržava brži pejsmejkerski ritam, provođenje i jaču kontrakciju. U miokardu promjena signalizacije povećava dostupnost kalcijuma kontraktilnom aparatu i podešava njegovo uklanjanje pri relaksaciji. Srčani odgovor zato uključuje i električna i mehanička svojstva.

Beta2 djelovanje u glatkom mišiću bronha i određenih krvnih sudova pogoduje relaksaciji. Isti sekundarni glasnik koji podržava srčanu aktivnost ovdje mijenja ravnotežu kontraktilnih regulatora na drugačiji način. To pokazuje zašto porast cikličnog AMP-a nije univerzalni sinonim za jaču kontrakciju. Beta3 receptori doprinose regulaciji metabolizma i funkciji pojedinih glatkomišićnih efektora, pa ni beta porodica nije funkcionalno jedinstvena.

Od lokalnog signala do odgovora organizma

Noradrenalin iz nervnog završetka djeluje blizu mjesta oslobađanja, dok kateholamini iz nadbubrežne srži dolaze krvotokom. Njihova koncentracija, afinitet za receptor, dostupnost tkivu i uklanjanje utiču na relativni odgovor. Noradrenalin snažno podržava mnoge alfa i beta1 efekte, a adrenalin može značajno aktivirati beta2 odgovor. Konačan vaskularni ishod zavisi od rasporeda receptora u posmatranom području.

Povratno preuzimanje neurotransmitera, enzimsko uklanjanje, desenzitizacija receptora i promjene njegove brojnosti ograničavaju signal. Na nivou organizma djeluju i refleksi. Neposredno povećanje srčane pobuđivosti i konačna promjena pulsa zato ne moraju biti jednaki ako istovremena promjena pritiska aktivira baroreceptorski odgovor. Receptorsko djelovanje i integrisani odgovor potrebno je razlikovati.

Zapamti

Nikotinski receptori neposredno otvaraju kanal, a muskarinski i adrenergički receptori djeluju preko G-proteina. Efektorska ćelija određuje značenje signalnog puta. Konačan odgovor uključuje i lokalno djelovanje i sistemske povratne sprege.