Адренергическая нейротрансмиссия и физиология норадреналина

Адренергическая нейротрансмиссия — это химическая передача сигналов, используемая большинством постганглионарных симпатических нейронов, которые высвобождают катехоламин норадреналин на адренергические рецепторы клеток-мишеней. Вместе с адреналином, высвобождаемым из мозгового вещества надпочечников, эта система опосредует сердечно-сосудистые, метаболические и гладкомышечные эффекты симпатической активации. Разнообразие подтипов адренергических рецепторов позволяет одному и тому же нейротрансмиттеру вызывать различные, даже противоположные, эффекты в разных тканях.

Definition

Адренергическая нейротрансмиссия — это процесс, посредством которого норадреналин (и циркулирующий адреналин) синтезируется, высвобождается и действует на альфа- и бета-адренергические рецепторы для опосредования симпатических эффектов, при этом передача прекращается главным образом за счет нейронального обратного захвата и ферментативной деградации.

Scope

Эта тема охватывает синтез, высвобождение, действие на рецепторы и прекращение действия норадреналина в симпатической нервной системе: биосинтез катехоламинов, классификацию адренергических рецепторов на альфа- и бета-семейства и их подтипы, пути вторичных посредников, которые они активируют, и механизмы (обратный захват и ферментативное расщепление), которые завершают передачу. Это справочная физиология, а не клиническое руководство или информация о дозировке лекарств.

Core questions

• Как норадреналин синтезируется, хранится и высвобождается симпатическими нервными окончаниями?
• Каковы подтипы альфа- и бета-адренергических рецепторов и какие сигнальные пути они используют?
• Как один и тот же нейротрансмиттер вызывает различные эффекты в разных органах?
• Как прекращается адренергическая сигнализация?

Key concepts

• Норадреналин и адреналин (катехоламины)
• Биосинтез катехоламинов (от тирозина к дофамину, затем к норадреналину)
• Альфа-1, альфа-2, бета-1, бета-2 и бета-3 адренергические рецепторы
• Сигнализация G-белок-связанных рецепторов
• Нейрональный обратный захват (переносчик норадреналина)
• Ферментативная деградация (моноаминоксидаза, катехол-О-метилтрансфераза)
• Высвобождение катехоламинов из мозгового вещества надпочечников
• Тканеспецифические (подтип-зависимые) реакции

Key theories

Классификация альфа- и бета-адренергических рецепторов

Ахлквист предположил, что разнообразные и иногда противоположные реакции на адренергические агонисты могут быть объяснены двумя различными типами рецепторов, альфа и бета, различающимися по их относительной чувствительности к ряду катехоламинов; эта концепция остается основой фармакологии и физиологии адренергических рецепторов.

Mechanisms

Симпатические терминали синтезируют норадреналин из тирозина через дофа и дофамин, хранят его в везикулах и высвобождают при деполяризации. Норадреналин действует на адренергические рецепторы, все из которых являются G-белок-связанными: альфа-1 рецепторы обычно связаны с Gq и повышают внутриклеточный кальций (например, сокращение гладких мышц сосудов); альфа-2 рецепторы связаны с Gi и снижают циклический АМФ, включая пресинаптические ауторецепторы, которые ингибируют дальнейшее высвобождение; бета-1, бета-2 и бета-3 рецепторы связаны с Gs и повышают циклический АМФ, вызывая такие эффекты, как увеличение частоты сердечных сокращений и сократимости (бета-1) или расслабление гладких мышц в дыхательных путях и сосудах (бета-2). Поскольку ткани экспрессируют различные смеси подтипов, один нейротрансмиттер вызывает органоспецифические реакции, что является результатом классификации Ахлквиста по двум рецепторам (Ahlquist, 1948). Передача прекращается главным образом за счет обратного захвата в нервное окончание через переносчик норадреналина и за счет ферментативной деградации моноаминоксидазой и катехол-О-метилтрансферазой (Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017).

Clinical relevance

Адренергическая физиология объясняет, как симпатическая система увеличивает частоту сердечных сокращений и артериальное давление, перераспределяет кровоток и мобилизует энергию, а также обеспечивает концептуальную основу для понимания многих классов сердечно-сосудистых и респираторных препаратов. Эта статья является описательной физиологией и не является основой для индивидуального лечения или принятия решений о дозировке.

Evidence & guidelines

Классификация рецепторов и описанная здесь сигнализация основаны на классической работе Ахлквиста (1948) и закреплены в стандартных учебниках по физиологии и нейробиологии (Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017). Как справочная физиология, эта тема не является предметом клинических рекомендаций.

History

Работа Уолтера Кэннона в начале двадцатого века установила роль симпатической системы в мобилизации организма и указала на катехоламин-подобный «симпатин» как на ее химический медиатор (Cannon, 1929); позже нейротрансмиттер был идентифицирован как норадреналин. Исследование Раймонда Ахлквиста 1948 года ввело разделение адренергических реакций на альфа- и бета-типы рецепторов, что изменило адренергическую физиологию и фармакологию и остается основополагающим (Ahlquist, 1948).

Key figures

• Raymond P. Ahlquist
• Walter B. Cannon
• Ulf von Euler

Seminal works

• ahlquist-1948
• cannon-1929

Frequently asked questions

Почему норадреналин может вызывать как сокращение, так и расслабление гладких мышц?

Потому что разные ткани экспрессируют разные подтипы адренергических рецепторов: альфа-1 рецепторы обычно способствуют сокращению, тогда как бета-2 рецепторы способствуют расслаблению, поэтому один и тот же нейротрансмиттер вызывает противоположные эффекты в зависимости от того, какой рецептор преобладает.

Как прекращается сигнализация норадреналина?

Главным образом за счет обратного захвата норадреналина обратно в нервное окончание через переносчик норадреналина, при этом ферментативное расщепление моноаминоксидазой и катехол-О-метилтрансферазой обеспечивает дальнейшую инактивацию.