Dẫn truyền thần kinh Adrenergic và Sinh lý học Norepinephrine

Dẫn truyền thần kinh adrenergic là quá trình truyền tín hiệu hóa học được sử dụng bởi hầu hết các neuron giao cảm hậu hạch, giải phóng catecholamine norepinephrine lên các thụ thể adrenergic trên các tế bào đích. Cùng với epinephrine được giải phóng từ tủy thượng thận, hệ thống này điều hòa các tác động lên tim mạch, chuyển hóa và cơ trơn khi hệ giao cảm được kích hoạt. Sự đa dạng của các phân nhóm thụ thể adrenergic cho phép cùng một chất dẫn truyền tạo ra các tác dụng khác nhau, thậm chí đối lập, ở các mô khác nhau.

Definition

Dẫn truyền thần kinh adrenergic là quá trình norepinephrine (và epinephrine lưu hành) được tổng hợp, giải phóng và tác động lên các thụ thể alpha- và beta-adrenergic để điều hòa các tác động giao cảm, với quá trình dẫn truyền chủ yếu được chấm dứt bởi tái hấp thu thần kinh và phân hủy enzyme.

Scope

Chủ đề này bao gồm quá trình tổng hợp, giải phóng, tác động lên thụ thể và chấm dứt hoạt động của norepinephrine trong hệ thần kinh giao cảm: sinh tổng hợp catecholamine, phân loại các thụ thể adrenergic thành các họ alpha và beta cùng các phân nhóm của chúng, các con đường truyền tin thứ cấp mà chúng tham gia, và các cơ chế (tái hấp thu và phân hủy enzyme) chấm d dứt dẫn truyền. Đây là sinh lý học tham khảo, không phải hướng dẫn lâm sàng hay thông tin về liều lượng thuốc.

Core questions

• Norepinephrine được tổng hợp, lưu trữ và giải phóng bởi các đầu tận cùng thần kinh giao cảm như thế nào?
• Các phân nhóm thụ thể adrenergic alpha và beta là gì và chúng sử dụng các con đường tín hiệu nào?
• Làm thế nào cùng một chất dẫn truyền tạo ra các tác dụng khác nhau ở các cơ quan khác nhau?
• Tín hiệu adrenergic được chấm dứt như thế nào?

Key concepts

• Norepinephrine và epinephrine (catecholamine)
• Sinh tổng hợp catecholamine (tyrosine thành dopamine thành norepinephrine)
• Thụ thể adrenergic Alpha-1, alpha-2, beta-1, beta-2 và beta-3
• Tín hiệu thụ thể liên kết protein G
• Tái hấp thu thần kinh (chất vận chuyển norepinephrine)
• Phân hủy enzyme (monoamine oxidase, catechol-O-methyltransferase)
• Giải phóng catecholamine tủy thượng thận
• Các đáp ứng đặc hiệu theo mô (phụ thuộc vào phân nhóm)

Key theories

Phân loại thụ thể adrenergic Alpha và beta

Ahlquist đề xuất rằng các đáp ứng đa dạng và đôi khi đối lập với các chất chủ vận adrenergic có thể được giải thích bằng hai loại thụ thể riêng biệt, alpha và beta, được phân biệt bởi độ nhạy tương đối của chúng với một loạt các catecholamine; khuôn khổ này vẫn là cơ sở của dược lý học và sinh lý học thụ thể adrenergic.

Mechanisms

Các đầu tận cùng giao cảm tổng hợp norepinephrine từ tyrosine thông qua dopa và dopamine, lưu trữ nó trong các túi và giải phóng khi khử cực. Norepinephrine tác động lên các thụ thể adrenergic, tất cả đều là thụ thể liên kết protein G: thụ thể alpha-1 thường liên kết với Gq và làm tăng canxi nội bào (ví dụ, co cơ trơn mạch máu); thụ thể alpha-2 liên kết với Gi và làm giảm AMP vòng, bao gồm các thụ thể tự điều hòa tiền synap ức chế giải phóng thêm; thụ thể beta-1, beta-2 và beta-3 liên kết với Gs và làm tăng AMP vòng, tạo ra các tác dụng như tăng nhịp tim và sức co bóp (beta-1) hoặc giãn cơ trơn ở đường thở và mạch máu (beta-2). Vì các mô biểu hiện các hỗn hợp phân nhóm khác nhau, một chất dẫn truyền tạo ra các đáp ứng đặc hiệu cho từng cơ quan, một nhận định bắt nguồn từ phân loại hai thụ thể của Ahlquist (Ahlquist, 1948). Quá trình dẫn truyền chủ yếu được chấm dứt bởi tái hấp thu vào đầu tận cùng thần kinh thông qua chất vận chuyển norepinephrine và bởi sự phân hủy enzyme thông qua monoamine oxidase và catechol-O-methyltransferase (Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017).

Clinical relevance

Sinh lý học adrenergic giải thích cách hệ giao cảm làm tăng nhịp tim và huyết áp, phân phối lại lưu lượng máu và huy động năng lượng, đồng thời cung cấp cơ sở khái niệm để hiểu nhiều nhóm thuốc tim mạch và hô hấp. Mục này là sinh lý học mô tả và không phải là cơ sở cho các quyết định điều trị hoặc liều lượng cá nhân.

Evidence & guidelines

Phân loại thụ thể và tín hiệu được mô tả ở đây bắt nguồn từ công trình kinh điển của Ahlquist (1948) và được củng cố trong các sách giáo khoa sinh lý học và khoa học thần kinh tiêu chuẩn (Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017). Là sinh lý học tham khảo, chủ đề này không phải là đối tượng của các hướng dẫn lâm sàng.

History

Công trình đầu thế kỷ 20 của Walter Cannon đã thiết lập vai trò của hệ giao cảm trong việc huy động cơ thể và chỉ ra một chất giống catecholamine 'sympathin' là chất trung gian hóa học của nó (Cannon, 1929); chất dẫn truyền sau đó được xác định là norepinephrine. Nghiên cứu năm 1948 của Raymond Ahlquist đã đưa ra sự phân chia các đáp ứng adrenergic thành các loại thụ thể alpha và beta, điều này đã định hình lại sinh lý học và dược lý học adrenergic và vẫn là nền tảng (Ahlquist, 1948).

Key figures

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

Seminal works

• ahlquist-1948
• cannon-1929

Frequently asked questions

Tại sao norepinephrine có thể gây cả co và giãn cơ trơn?

Vì các mô khác nhau biểu hiện các phân nhóm thụ thể adrenergic khác nhau: thụ thể alpha-1 thường thúc đẩy co cơ trong khi thụ thể beta-2 thúc đẩy giãn cơ, do đó cùng một chất dẫn truyền tạo ra các tác dụng đối lập tùy thuộc vào thụ thể nào chiếm ưu thế.

Tín hiệu norepinephrine được tắt như thế nào?

Chủ yếu bằng cách tái hấp thu norepinephrine trở lại đầu tận cùng thần kinh thông qua chất vận chuyển norepinephrine, với sự phân hủy enzyme bởi monoamine oxidase và catechol-O-methyltransferase chịu trách nhiệm cho việc bất hoạt thêm.