Verschil tussen Nicotinische en Muscarinische Receptoren

Hoofdverschil – Nicotinische vs Muscarinische Receptoren

Nicotinische en muscarinische receptoren zijn de twee hoofdtypen van cholinerge receptoren. Het zijn integrale membraaneiwitten die worden geactiveerd door de binding van acetylcholine, een neurotransmitter. Hoewel dezelfde neurotransmitter aan beide typen receptoren bindt, is het werkingsmechanisme bij elke receptor verschillend. Het belangrijkste verschil tussen nicotinereceptoren en muscarinereceptoren is dat nicotinereceptoren ionkanalen worden voor natrium na binding van acetylcholine aan de receptor, terwijl muscarinereceptoren verschillende tweede boodschappers fosforyleren. Nicotinereceptoren worden ook wel ionotrope acetylcholinereceptoren genoemd terwijl muscarinereceptoren ook wel metabotrope acetylcholinereceptoren worden genoemd, afhankelijk van hun werking.

Key Areas Covered

1. Wat zijn Nicotinische Receptoren
– Definitie, feiten, werkingsmechanisme
2. Wat zijn Muscarine Receptoren
– Definitie, feiten, werkingsmechanisme
3. Wat zijn de overeenkomsten tussen Nicotine- en Muscarine-receptoren
– Overzicht van gemeenschappelijke kenmerken
4. Wat is het verschil tussen Nicotine- en Muscarine-receptoren
– Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Key Terms: Acetylcholine (Ach), Cholinerge Receptoren, Ionenkanalen, Ionotrope Acetylcholine Receptoren, Metabotrope Acetylcholine Receptoren, Muscarinereceptoren, N1 Receptoren, N2 Receptoren, Nicotinere Receptoren, Fosforylering, Second Messenger

Wat zijn nicotinereceptoren

Nicotinereceptoren (nAhR’s) zijn een groep cholinerge receptoren die ook een interactie aangaan met nicotine in tabak. Zij vormen poriën door het celmembraan van de post-ganglionale zenuwen. Aangezien nicotinereceptoren dienen als ligand-gated ionkanalen, bemiddelen zij bij de snelle overdracht van zenuwimpulsen bij synapsen. De nicotinereceptoren zijn doorlaatbaar voor kationen zoals natrium, kalium en calcium. De vorming van het ionkanaal na binding van de agonist leidt tot depolarisatie van het celmembraan van het neuron. Dit maakt een snelle overdracht van het signaal mogelijk. De twee typen nicotinereceptoren zijn N1 en N2. De N1-receptoren zijn receptoren van het spiertype die worden aangetroffen in de neuromusculaire verbindingen. Zij zijn verantwoordelijk voor het samentrekken en ontspannen van de spieren. De N2-receptoren zijn receptoren van het neuronale type die worden aangetroffen in de synapsen tussen neuronen. Zij zijn betrokken bij cognitieve functies, geheugen, leren, opwinding, beloning, motorische controle en analgesie. De structuur van de nicotinereceptor is weergegeven in figuur 1.

De twee typen nicotinereceptoren worden ingedeeld op basis van de typen subeenheden die in elke nicotinereceptor aanwezig zijn. Bij gewervelde dieren bestaan zij uit vijf subeenheden. Bij zoogdieren kunnen zestien subeenheden in nicotinereceptoren worden geïdentificeerd.

Wat zijn muscarinereceptoren

Muscarinereceptoren (mAChR’s) zijn een groep cholinerge receptoren die een wisselwerking aangaan met muscarine. Muscarine is een in water oplosbaar toxine afkomstig van een paddestoel (Amanita muscaria). De muscarinereceptoren komen voornamelijk voor in het centrale zenuwstelsel. Zij zijn een type aan G-eiwitten gekoppelde receptoren. Bij activering van de muscarinereceptor door binding van de agonist worden dus de intracellulaire G-eiwitten geactiveerd, waarbij GTP wordt omgezet in GDP. De structuur van de M2-receptor is weergegeven in figuur 2.

Een groot aantal fysiologische functies, zoals hartslag en hartkracht, het vrijkomen van neurotransmitters en het samentrekken van gladde spieren, worden door muscarinereceptoren bemiddeld. De vijf typen muscarine-receptoren zijn M1, M2, M3, M4, en M5. Zij worden ingedeeld op basis van hun fysiologische functie. De M1-receptoren komen over het algemeen voor in secretieklieren. De M2-receptor wordt aangetroffen in hartweefsel, de M3-receptor wordt zowel in secretieklieren als in gladde spieren aangetroffen. M1, M3 en M5 activeren fosfolipase C, waardoor het intracellulaire calciumgehalte stijgt. De M2 en M4 remmen adenylaat cyclase, waardoor het cAMP niveau daalt.

Gelijkenissen tussen Nicotinische en Muscarinische Receptoren

• Zowel nicotinische als muscarinische receptoren zijn cholinerge receptoren.
• Zowel nicotine- als muscarine-receptoren reageren op de neurotransmitter, acetylcholine.
• Zowel nicotine- als muscarine-receptoren worden gevonden op de post-ganglionische neuronen van zowel het sympathische als het parasympathische zenuwstelsel.
• Zowel nicotinische als muscarinische receptoren ondergaan conformatieveranderingen bij binding van de agonist.
• Zowel nicotinische als muscarinische receptoren reageren ook op andere moleculen.

Verschil tussen nicotinische en muscarinische receptoren

Definitie

Nicotinische receptoren: Nicotinerge receptoren verwijzen naar een groep cholinerge receptoren die gekoppeld zijn aan ionenkanalen in het celmembraan.

Muscarinerge Receptoren: Muscarinereceptoren verwijzen naar een groep G-eiwit gekoppelde cholinerge receptoren die tweede boodschappers fosforyleren.

Typen

Nicotinereceptoren: De twee typen nicotinereceptoren zijn N1 en N2.

Muscarinereceptoren: De vijf types van muscarine receptoren zijn M1, M2, M3, M4, en M5.

Excitatoir/Inhibitoir

Nicotine Receptoren: Nicotinische receptoren zijn excitatoire receptoren.

Muscarinische Receptoren: De M1, M2, en M5 zijn excitatoire receptoren terwijl M3 en M4 inhibitoire receptoren zijn.

Occurrence

Nicotinic Receptoren: De N1-receptoren komen voor in de neuromusculaire juncties. De N2-receptoren komen voor in de hersenen, het autonome en parasympatische zenuwstelsel.

Muscarinereceptoren: De muscarinereceptoren komen voor in de hersenen, het hart en gladde spieren.

Werkingsmechanisme

Nicotinereceptoren: Nicotinereceptoren worden ionenkanalen bij activering door acetylcholine.

Muscarinereceptoren: Muscarinische receptoren fosforyleren verschillende tweede boodschappers.

Geroepen als

Nicotinische Receptoren: Nicotinische receptoren worden ionotrope acetylcholine receptoren genoemd.

Muscarinische Receptoren: Muscarine receptoren worden metabotrope acetylcholine receptoren genoemd.

Type Receptor

Nicotine Receptoren: Nicotinische receptoren zijn een type van ligand-gated ion kanalen.

Muscarinische Receptoren: Muscarine receptoren zijn een type van G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCR’s).

Rol

Nicotine Receptoren: Nicotinische receptoren bemiddelen snelle synaptische transmissie van zenuwimpulsen.

Muscarinische Receptoren: Muscarine receptoren bemiddelen een langzame metabole respons via tweede boodschapper cascades.

Respons op

Nicotine Receptoren: Nicotinische receptoren reageren ook op nicotine.

Muscarinische Receptoren: Muscarine-receptoren reageren ook op muscarine.

Conclusie

Nicotine- en muscarine-receptoren zijn de twee belangrijkste typen cholinerge receptoren. Geactiveerde nicotinereceptoren fungeren als ionenkanalen, terwijl geactiveerde muscarinereceptoren tweede boodschappers fosforyleren om metabole reacties te bemiddelen. De nicotinereceptoren vergemakkelijken de overdracht van zenuwimpulsen. Het belangrijkste verschil tussen nicotinische en muscarinische receptoren is het werkingsmechanisme van elk type receptor.

Referentie:
1. Nicotinische acetylcholine receptoren | Introduction | BPS/IUPHAR Guide to PHARMACOLOGY, hier beschikbaar.
2. Acetylcholine receptoren (Muscarinic) | Introduction | BPS/IUPHAR Guide to PHARMACOLOGY, hier beschikbaar.

Image Courtesy:

1. “NAChR” Door Ataly – Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Muscarine acetylcholine receptor M2-3UON” Door Takuma-sa – Eigen werk (CC0) via Commons Wikimedia