Адренергічна нейропередача та фізіологія норепінефрину

Адренергічна нейропередача — це хімічна сигналізація, що використовується більшістю постгангліонарних симпатичних нейронів, які вивільняють катехоламін норепінефрин на адренергічні рецептори клітин-мішеней. Разом із адреналіном, що виділяється мозковою речовиною надниркових залоз, ця система опосередковує серцево-судинні, метаболічні та ефекти на гладку мускулатуру, пов'язані із симпатичною активацією. Різноманіття підтипів адренергічних рецепторів дозволяє одному і тому самому медіатору чинити різні, навіть протилежні ефекти у різних тканинах.

Definition

Адренергічна нейропередача — це процес, при якому норепінефрин (та циркулюючий епінефрин) синтезується, вивільняється та діє на альфа- й бета-адренергічні рецептори, опосередковуючи симпатичні ефекти, причому передача завершується переважно нейрональним зворотним захопленням та ферментативним розщепленням.

Scope

Ця тема охоплює синтез, вивільнення, рецепторну дію та припинення дії норепінефрину у симпатичній нервовій системі: біосинтез катехоламінів, класифікацію адренергічних рецепторів на родини альфа та бета та їх підтипи, шляхи вторинних месенджерів та механізми (зворотне захоплення й ферментативне розщеплення), що завершують передачу. Це довідкова фізіологія, а не клінічні настанови або інформація щодо дозування препаратів.

Core questions

• Як норепінефрин синтезується, зберігається та вивільняється симпатичними нервовими закінченнями?
• Які підтипи альфа- та бета-адренергічних рецепторів існують і які сигнальні шляхи вони використовують?
• Як той самий медіатор чинить різні ефекти у різних органах?
• Як завершується адренергічна сигналізація?

Key concepts

• Норепінефрин та епінефрин (катехоламіни)
• Біосинтез катехоламінів (тирозин → дофамін → норепінефрин)
• Адренергічні рецептори альфа-1, альфа-2, бета-1, бета-2 та бета-3
• Сигналізація через рецептори, спряжені з G-білком
• Нейрональне зворотне захоплення (транспортер норепінефрину)
• Ферментативне розщеплення (моноаміноксидаза, катехол-О-метилтрансфераза)
• Вивільнення катехоламінів мозковою речовиною надниркових залоз
• Тканиноспецифічні (залежні від підтипу) відповіді

Key theories

Класифікація адренергічних рецепторів на альфа та бета

Альквіст запропонував, що різноманітні та часом протилежні відповіді на адренергічні агоністи можна пояснити двома різними типами рецепторів — альфа та бета, — розрізненими за їх відносною чутливістю до ряду катехоламінів; ця концепція залишається основою фармакології та фізіології адренергічних рецепторів.

Mechanisms

Симпатичні закінчення синтезують норепінефрин із тирозину через ДОФА та дофамін, зберігають його у везикулах і вивільняють при деполяризації. Норепінефрин діє на адренергічні рецептори, всі з яких є рецепторами, спряженими з G-білком: рецептори альфа-1, як правило, пов'язані з Gq і підвищують внутрішньоклітинну концентрацію кальцію (наприклад, скорочення судинної гладкої мускулатури); рецептори альфа-2 пов'язані з Gi і знижують рівень циклічного AMP, включно з пресинаптичними авторецепторами, що пригнічують подальше вивільнення; рецептори бета-1, бета-2 та бета-3 пов'язані з Gs і підвищують рівень циклічного AMP, чинячи такі ефекти, як збільшення частоти та сили серцевих скорочень (бета-1) або розслаблення гладкої мускулатури дихальних шляхів і судин (бета-2). Оскільки тканини експресують різні поєднання підтипів, один медіатор забезпечує органоспецифічні відповіді — розуміння, що сягає коренями двохрецепторної класифікації Альквіста (Ahlquist, 1948). Передача завершується переважно зворотним захопленням норепінефрину в нервове закінчення через транспортер норепінефрину та ферментативним розщепленням моноаміноксидазою і катехол-О-метилтрансферазою (Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017).

Clinical relevance

Адренергічна фізіологія пояснює, як симпатична система підвищує частоту серцевих скорочень і артеріальний тиск, перерозподіляє кровотік та мобілізує енергію, і забезпечує концептуальну основу для розуміння багатьох класів серцево-судинних і респіраторних препаратів. Ця стаття є описовою фізіологією і не є підставою для індивідуального лікування або рішень щодо дозування.

Evidence & guidelines

Класифікація рецепторів та описана сигналізація ґрунтуються на класичній роботі Альквіста (1948) і узагальнені у стандартних підручниках з фізіології та нейронауки (Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017). Як довідкова фізіологія, ця тема не є предметом клінічних настанов.

History

Роботи Волтера Кеннона на початку ХХ ст. встановили роль симпатичної системи у мобілізації організму та вказали на катехоламіноподібний «симпатин» як на її хімічний медіатор (Cannon, 1929); згодом медіатор був ідентифікований як норепінефрин. Дослідження Реймонда Альквіста 1948 року запровадило поділ адренергічних відповідей на рецептори альфа та бета, що переформатувало адренергічну фізіологію та фармакологію і залишається основоположним (Ahlquist, 1948).

Key figures

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

Seminal works

• ahlquist-1948
• cannon-1929

Frequently asked questions

Чому норепінефрин може спричиняти як скорочення, так і розслаблення гладкої мускулатури?

Тому що різні тканини експресують різні підтипи адренергічних рецепторів: рецептори альфа-1, як правило, сприяють скороченню, тоді як рецептори бета-2 сприяють розслабленню, тому один медіатор чинить протилежні ефекти залежно від того, який рецептор переважає.

Як вимикається сигналізація норепінефрину?

Переважно завдяки зворотному захопленню норепінефрину назад у нервове закінчення через транспортер норепінефрину; ферментативне розщеплення моноаміноксидазою та катехол-О-метилтрансферазою забезпечує подальшу інактивацію.