Ero nikotiini- ja muskariinireseptorien välillä

Pääasiallinen ero – nikotiini- vs. muskariinireseptorit

Nikotiini- ja muskariinireseptorit ovat koliinergisten reseptorien kaksi päätyyppiä. Ne ovat integraalisia kalvoproteiineja, jotka aktivoituvat neurotransmitterin asetyylikoliinin sitoutuessa. Vaikka sama välittäjäaine sitoutuu molempiin reseptorityyppeihin, vaikutusmekanismi on erilainen kummassakin reseptorissa. Tärkein ero nikotiini- ja muskariinireseptorien välillä on se, että nikotiinireseptorit muuttuvat natriumin ionikanaviksi asetyylikoliinin sitoutuessa reseptoriin, kun taas muskariinireseptorit fosforyloivat erilaisia sekundaarisia sanansaattajia. Nikotiinireseptoreita kutsutaan myös ionotrooppisiksi asetyylikoliinireseptoreiksi, kun taas muskariinireseptoreita kutsutaan myös metabotrooppisiksi asetyylikoliinireseptoreiksi riippuen niiden toiminnasta.

Key Areas Covered

1. Mitä ovat nikotiinireseptorit
– Määritelmä, faktat, vaikutusmekanismi
2. Mitä ovat muskariinireseptorit
– Määritelmä, faktat, vaikutusmekanismi
3. Mitä yhtäläisyyksiä nikotiinisilla ja muskariinisilla reseptoreilla on
– Yhteisten piirteiden hahmottelu
4. Mitä eroa on nikotiinisilla ja muskariinisilla reseptoreilla
– Keskeisten eroavaisuuksien vertailu

Keskeiset termit: Asetyylikoliini (Ach), kolinergiset reseptorit, ionikanavat, ionotrooppiset asetyylikoliinireseptorit, metabotrooppiset asetyylikoliinireseptorit, muskariinireseptorit, N1-reseptorit, N2-reseptorit, nikotiiniset reseptorit, fosforylaatio, Second Messenger

Mitä ovat nikotiinireseptorit

Nikotiinireseptorit (nAhR) ovat ryhmä kolinergisiä reseptoreita, jotka ovat vuorovaikutuksessa myös tupakan nikotiinin kanssa. Ne muodostavat huokosia postganglionisten hermojen solukalvon läpi. Koska nikotiinireseptorit toimivat ligandiohjattuina ionikanavina, ne välittävät hermoimpulssien nopeaa siirtymistä synapseissa. Nikotiinireseptorit ovat läpäiseviä kationeille, kuten natriumille, kaliumille ja kalsiumille. Ionikanavan muodostuminen agonistin sitoutuessa johtaa hermosolun solukalvon depolarisaatioon. Tämä mahdollistaa signaalin nopean siirtymisen. Kaksi nikotiinireseptorityyppiä ovat N1 ja N2. N1-reseptorit ovat lihastyyppisiä reseptoreita, joita esiintyy hermo-lihasliitoksissa. Ne ovat vastuussa lihassupistuksista ja -relaksaatioista. N2-reseptorit ovat neuronityyppisiä reseptoreita, joita esiintyy neuronien välisissä synapseissa. Ne osallistuvat kognitiivisiin toimintoihin, muistiin, oppimiseen, kiihottumiseen, palkitsemiseen, motoriseen kontrolliin ja analgesiaan. Nikotiinireseptorin rakenne on esitetty kuvassa 1.

Kahdentyyppiset nikotiiniset reseptorit luokitellaan sen perusteella, millaisia alayksiköitä kussakin nikotiinisessa reseptorissa on. Selkärankaisilla ne koostuvat viidestä alayksiköstä. Nisäkkäillä nikotiinireseptoreissa voidaan tunnistaa kuusitoista alayksikköä.

Mitä ovat muskariinireseptorit

Muskariinireseptorit (mAChR) ovat ryhmä kolinergisiä reseptoreita, jotka ovat vuorovaikutuksessa muskariinin kanssa. Muskariini on vesiliukoinen toksiini, joka on peräisin sienestä (Amanita muscaria). Muskariinireseptoreita esiintyy pääasiassa keskushermostossa. Ne ovat eräänlaisia G-proteiinikytkentäisiä reseptoreita. Kun muskariinireseptori aktivoituu agonistin sitoutuessa, solunsisäiset G-proteiinit aktivoituvat ja muuttavat GTP:n GDP:ksi. M2-reseptorin rakenne on esitetty kuvassa 2.

Lukuisia fysiologisia toimintoja, kuten sydämen lyöntitiheyttä ja -voimaa, hermovälittäjäaineiden vapautumista ja sileiden lihasten supistumista, välittävät muskariinireseptorit. Muskariinireseptorien viisi tyyppiä ovat M1, M2, M3, M4 ja M5. Ne luokitellaan fysiologisen tehtävän perusteella. M1-reseptoreita esiintyy yleisesti erittävissä rauhasissa. M2-reseptoria esiintyy sydänkudoksessa, M3-reseptoria esiintyy sekä erittävissä rauhasissa että sileissä lihaksissa. M1, M3 ja M5 aktivoivat fosfolipaasi C:tä, mikä nostaa solunsisäistä kalsiumtasoa. M2 ja M4 estävät adenylaattisyklaasia, jolloin cAMP-tasot laskevat.

Nikotiini- ja muskariinireseptorien yhtäläisyydet

• Kaikki nikotiini- ja muskariinireseptorit ovat kolinergisiä reseptoreita.
• Kummatkin nikotiini- ja muskariinireseptorit reagoivat välittäjäaineeseen, asetyylikoliiniin.
• Kummatkin nikotiini- ja muskariinireseptorit löytyvät sekä sympaattisen että parasympaattisen hermoston postganglionisista hermosoluista.
• Kummassakin nikotiini- ja muskariinireseptorissa tapahtuu konformaatiomuutoksia agonistin sitoutuessa.
• Kummassakin nikotiini- ja muskariinireseptorissa reagoidaan myös muihin molekyyleihin.

Nikotiini- ja muskariinireseptoreiden ero

Määritelmä

Nikotiinireseptorit: Nikotiinisilla reseptoreilla tarkoitetaan ryhmää kolinergisiä reseptoreita, jotka ovat yhteydessä solukalvon ionikanaviin.

Muskariiniset reseptorit: Muskariinireseptorit viittaavat ryhmään G-proteiiniin kytkettyjä kolinergisiä reseptoreita, jotka fosforyloivat kakkoslähettimiä.

Tyypit

Nikotiinireseptorit: Kaksi nikotiinireseptorityyppiä ovat N1 ja N2.

Muskariinireseptorit: Viisi muskariinireseptorityyppiä ovat M1, M2, M3, M4 ja M5.

Excitatory/Inhibitory

Nicotinic Receptors: Nikotiinireseptorit ovat eksitatorisia reseptoreita.

Muskariinireseptorit: M1, M2 ja M5 ovat eksitatorisia reseptoreita, kun taas M3 ja M4 ovat inhibitorisia reseptoreita.

Esiintyminen

Nikotiiniset reseptorit: N1-reseptorit esiintyvät hermo-lihasliitoksissa. N2-reseptorit esiintyvät aivoissa, autonomisessa ja parasympaattisessa hermostossa.

Muskariinireseptorit: Muskariinireseptorit esiintyvät aivoissa, sydämessä ja sileissä lihaksissa.

Vaikutusmekanismi

Nikotiinireseptorit: Nikotiinireseptorit muuttuvat ionikanaviksi asetyylikoliinin aktivoidessa.

Muskariinireseptorit: Muskariiniset reseptorit fosforyloivat erilaisia sekundaarisia sanansaattajia.

Nimeltään

Nikotiiniset reseptorit: Nikotiinireseptoreita kutsutaan ionotrooppisiksi asetyylikoliinireseptoreiksi.

Muskariinireseptorit: Muskariinireseptoreita kutsutaan metabotrooppisiksi asetyylikoliinireseptoreiksi.

Reseptorin tyyppi

Nikotiiniset reseptorit: Nikotiinireseptorit ovat eräänlaisia ligandi-portoituja ionikanavia.

Muskariinireseptorit: Muskariinireseptorit ovat eräänlaisia G-proteiinikytkentäisiä reseptoreita (GPCR).

Rooli

Nikotiinireseptorit: Nikotiinireseptorit välittävät hermoimpulssien nopeaa synaptista siirtoa.

Muskariinireseptorit: Muskariiniset reseptorit välittävät hidasta metabolista vastetta kakkoslähetinkaskadien välityksellä.

Vaste

Nikotiiniset reseptorit: Nikotiinireseptorit reagoivat myös nikotiiniin.

Muskariinireseptorit: Muskariinireseptorit reagoivat myös muskariiniin.

Johtopäätös

Nikotiini- ja muskariinireseptorit ovat kaksi kolinergisten reseptorien päätyyppiä. Aktivoituneet nikotiinireseptorit toimivat ionikanavina, kun taas aktivoituneet muskariinireseptorit fosforyloivat sekundaarisia sanansaattajia välittääkseen metabolisia vasteita. Nikotiinireseptorit helpottavat hermoimpulssien välittämistä. Suurin ero nikotiini- ja muskariinireseptorien välillä on kummankin reseptorityypin vaikutusmekanismi.

Viite:
1. Nikotiiniset asetyylikoliinireseptorit | Johdanto | BPS/IUPHAR Guide to PHARMACOLOGY, Saatavilla täällä.
2. Asetyylikoliinireseptorit (muskariiniset) | Johdanto | BPS/IUPHAR Guide to PHARMACOLOGY, Saatavissa täältä.

Kuvan kohteliaisuus:

1. ”NAChR” By Ataly – Own work (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. ”Muscarinic acetylcholine receptor M2-3UON” By Takuma-sa – Own work (CC0) via Commons Wikimedia