انتقال عصبی آدرنرژیک و فیزیولوژی نوراپینفرین
انتقال عصبی آدرنرژیک، سیگنالدهی شیمیایی است که توسط بیشتر نورونهای سمپاتیک پسگرهی استفاده میشود. این نورونها کاتکولآمین نوراپینفرین را بر روی گیرندههای آدرنرژیک در سلولهای هدف آزاد میکنند. این سیستم، همراه با اپینفرین آزاد شده از مدولای آدرنال، اثرات قلبی-عروقی، متابولیک و عضلات صاف ناشی از فعالسازی سمپاتیک را میانجیگری میکند. تنوع زیرگروههای گیرندههای آدرنرژیک به یک انتقالدهنده عصبی اجازه میدهد تا اثرات متفاوت، حتی متضاد، در بافتهای مختلف ایجاد کند.
Definition
انتقال عصبی آدرنرژیک فرآیندی است که طی آن نوراپینفرین (و اپینفرین در گردش) سنتز، آزاد شده و بر روی گیرندههای آلفا و بتا آدرنرژیک عمل میکند تا اثرات سمپاتیک را میانجیگری کند، و انتقال عمدتاً توسط بازجذب عصبی و تخریب آنزیمی خاتمه مییابد.
Scope
این موضوع سنتز، آزادسازی، عملکرد گیرندهای و خاتمه نوراپینفرین در سیستم عصبی سمپاتیک را پوشش میدهد: بیوسنتز کاتکولآمین، طبقهبندی گیرندههای آدرنرژیک به خانوادههای آلفا و بتا و زیرگروههای آنها، مسیرهای پیامرسان ثانویه که آنها فعال میکنند، و مکانیسمهایی (بازجذب و تجزیه آنزیمی) که به انتقال پایان میدهند. این یک فیزیولوژی مرجع است، نه راهنمایی بالینی یا اطلاعات دوز دارو.
Core questions
- نوراپینفرین چگونه توسط پایانههای عصبی سمپاتیک سنتز، ذخیره و آزاد میشود؟
- زیرگروههای گیرندههای آدرنرژیک آلفا و بتا کدامند و از چه مسیرهای سیگنالدهی استفاده میکنند؟
- چگونه یک انتقالدهنده عصبی یکسان، اثرات متفاوتی در اندامهای مختلف ایجاد میکند؟
- سیگنالدهی آدرنرژیک چگونه خاتمه مییابد؟
Key concepts
- نوراپینفرین و اپینفرین (کاتکولآمینها)
- بیوسنتز کاتکولآمین (تیروزین به دوپامین به نوراپینفرین)
- گیرندههای آدرنرژیک آلفا-1، آلفا-2، بتا-1، بتا-2 و بتا-3
- سیگنالدهی گیرنده جفتشده با پروتئین G
- بازجذب عصبی (ناقل نوراپینفرین)
- تخریب آنزیمی (مونوآمین اکسیداز، کاتکول-او-متیلترانسفراز)
- آزادسازی کاتکولآمین مدولای آدرنال
- پاسخهای خاص بافت (وابسته به زیرگروه)
Key theories
- طبقهبندی گیرندههای آدرنرژیک آلفا و بتا
- آهلکویست پیشنهاد کرد که پاسخهای متنوع و گاه متضاد به آگونیستهای آدرنرژیک را میتوان با دو نوع گیرنده متمایز، آلفا و بتا، توضیح داد که با حساسیتهای نسبی آنها به مجموعهای از کاتکولآمینها متمایز میشوند؛ این چارچوب اساس فارماکولوژی و فیزیولوژی گیرندههای آدرنرژیک باقی مانده است.
Mechanisms
پایانههای سمپاتیک نوراپینفرین را از تیروزین از طریق دوپا و دوپامین سنتز میکنند، آن را در وزیکولها ذخیره کرده و در هنگام دپولاریزاسیون آزاد میکنند. نوراپینفرین بر روی گیرندههای آدرنرژیک عمل میکند که همگی با پروتئین G جفت شدهاند: گیرندههای آلفا-1 معمولاً با Gq جفت میشوند و کلسیم درونسلولی را افزایش میدهند (به عنوان مثال، انقباض عضلات صاف عروقی)؛ گیرندههای آلفا-2 با Gi جفت میشوند و cAMP را کاهش میدهند، از جمله اتوریسپتورهای پیشسیناپسی که آزادسازی بیشتر را مهار میکنند؛ گیرندههای بتا-1، بتا-2 و بتا-3 با Gs جفت میشوند و cAMP را افزایش میدهند و اثراتی مانند افزایش ضربان قلب و انقباضپذیری (بتا-1) یا شل شدن عضلات صاف در مجاری هوایی و عروق (بتا-2) را ایجاد میکنند. از آنجا که بافتها ترکیبات مختلفی از زیرگروهها را بیان میکنند، یک انتقالدهنده عصبی پاسخهای خاص اندام را ایجاد میکند، بینشی که ریشه در طبقهبندی دو گیرندهای آهلکویست (Ahlquist, 1948) دارد. انتقال عمدتاً توسط بازجذب به پایانه عصبی از طریق ناقل نوراپینفرین و توسط تخریب آنزیمی از طریق مونوآمین اکسیداز و کاتکول-او-متیلترانسفراز خاتمه مییابد (Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017).
Clinical relevance
فیزیولوژی آدرنرژیک توضیح میدهد که چگونه سیستم سمپاتیک ضربان قلب و فشار خون را افزایش میدهد، جریان خون را بازتوزیع میکند و انرژی را بسیج میکند، و مبنای مفهومی برای درک بسیاری از دستههای دارویی قلبی-عروقی و تنفسی را فراهم میکند. این مدخل یک فیزیولوژی توصیفی است و مبنایی برای تصمیمگیریهای درمانی یا دوزینگ فردی نیست.
Evidence & guidelines
طبقهبندی گیرندهها و سیگنالدهی توصیف شده در اینجا از کار کلاسیک آهلکویست (1948) نشأت میگیرد و در متون استاندارد فیزیولوژی و علوم اعصاب (Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017) تثبیت شده است. به عنوان فیزیولوژی مرجع، این موضوع مورد دستورالعملهای بالینی نیست.
History
کار والتر کانن در اوایل قرن بیستم نقش سیستم سمپاتیک را در بسیج بدن تثبیت کرد و به یک «سمپاتین» شبه کاتکولآمین به عنوان میانجی شیمیایی آن اشاره کرد (Cannon, 1929)؛ این انتقالدهنده عصبی بعدها به عنوان نوراپینفرین شناسایی شد. مطالعه ریموند آهلکویست در سال 1948 تقسیم پاسخهای آدرنرژیک را به انواع گیرندههای آلفا و بتا معرفی کرد که فیزیولوژی و فارماکولوژی آدرنرژیک را بازتعریف کرد و همچنان بنیادی است (Ahlquist, 1948).
Key figures
- Raymond P. Ahlquist
- Walter B. Cannon
- Ulf von Euler
Related topics
Seminal works
- ahlquist-1948
- cannon-1929
Frequently asked questions
- چرا نوراپینفرین میتواند هم باعث انقباض و هم شل شدن عضلات صاف شود؟
- زیرا بافتهای مختلف زیرگروههای متفاوتی از گیرندههای آدرنرژیک را بیان میکنند: گیرندههای آلفا-1 معمولاً انقباض را تقویت میکنند در حالی که گیرندههای بتا-2 شل شدن را تقویت میکنند، بنابراین یک انتقالدهنده عصبی یکسان بسته به اینکه کدام گیرنده غالب است، اثرات متضادی ایجاد میکند.
- سیگنالدهی نوراپینفرین چگونه خاموش میشود؟
- عمدتاً با بازجذب نوراپینفرین به داخل پایانه عصبی از طریق ناقل نوراپینفرین، با تجزیه آنزیمی توسط مونوآمین اکسیداز و کاتکول-او-متیلترانسفراز که مسئول غیرفعالسازی بیشتر هستند.