RESEPTOR MUSKARINIK: STRUKTUR, JENIS DAN FUNGSINYA, ANTAGONIS - BIOLOGI - 2025

The reseptor muscarinic adalah molekul yang memediasi tindakan asetilkolin (ACh) dan terletak di membran postsynaptic sinapsis yang mengatakan neurotransmitter dilepaskan; namanya berasal dari kepekaannya terhadap alkaloid muskarin yang diproduksi oleh jamur muskaria Amanita.

Dalam sistem saraf pusat ada beberapa kumpulan saraf yang aksonnya melepaskan asetilkolin. Beberapa di antaranya berakhir di otak itu sendiri, sementara sebagian besar membentuk jalur motorik untuk otot rangka atau jalur efektor sistem saraf otonom untuk kelenjar dan otot jantung dan polos.

Asetilkolin neuroreseptor selama sinaps dan reseptornya masing-masing di membran postsynaptic (Sumber: pengguna: Pancrat via Wikimedia Commons)

Asetilkolin yang dilepaskan di persimpangan neuromuskuler otot rangka mengaktifkan reseptor kolinergik yang disebut nikotinik, karena sensitivitasnya terhadap nikotin alkaloid, yang juga ditemukan dalam sinapsis ganglionik sistem saraf otonom (ANS).

Neuron postganglionik dari divisi parasimpatis dari sistem ini menggunakan fungsinya dengan melepaskan asetilkolin, yang bekerja pada reseptor kolinergik muskarinik yang terletak di membran sel efektor, dan menginduksi modifikasi listrik di dalamnya karena perubahan permeabilitas pada saluran ionnya.

Struktur kimia neurotransmitter asetilkolin (Sumber: NEUROtiker via Wikimedia Commons)

Struktur

Reseptor muskarinik termasuk dalam keluarga reseptor metabotropik, istilah yang menunjuk pada reseptor yang bukan saluran ion dengan benar, melainkan struktur protein yang, ketika diaktifkan, memicu proses metabolisme intraseluler yang memodifikasi aktivitas saluran yang sebenarnya.

Istilah ini digunakan untuk membedakannya dari reseptor ionotropik, yang merupakan saluran ionik sejati yang membuka atau menutup oleh aksi langsung neurotransmitter, seperti kasus reseptor nikotinik yang telah disebutkan di pelat neuromuskuler otot rangka.

Dalam reseptor metabotropik, reseptor muskarinik termasuk dalam kelompok yang dikenal sebagai reseptor berpasangan G-protein, karena tergantung pada jenisnya, aksinya dimediasi oleh beberapa varian protein tersebut, seperti Gi, penghambat adenil siklase, dan Gq atau G11 yang aktifkan fosfolipase C (PLC).

Reseptor muskarinik adalah protein membran integral panjang; Mereka memiliki tujuh segmen transmembran yang terdiri dari heliks alfa, yang secara berurutan melintasi lapisan ganda membran lipid. Di dalam, di sisi sitoplasma, mereka berasosiasi dengan protein G yang sesuai yang mentransduksi interaksi reseptor ligan.

Jenis reseptor muskarinik dan fungsinya

Sedikitnya 5 jenis reseptor muskarinik telah diidentifikasi dan ditetapkan menggunakan huruf M diikuti dengan angka, yaitu: M1, M2, M3, M4 dan M5.

Reseptor M1, M3 dan M5 membentuk keluarga M1 dan dicirikan oleh asosiasinya dengan protein Gq atau G11, sedangkan reseptor M2 dan M4 berasal dari keluarga M2 dan terkait dengan protein Gi.

- Penerima M1

Mereka ditemukan terutama di sistem saraf pusat, di kelenjar eksokrin, dan di ganglia sistem saraf otonom. Mereka digabungkan dengan protein Gq, yang mengaktifkan enzim fosfolipase C, yang mengubah fosfatidil inositol (PIP2) menjadi inositol trifosfat (IP3), yang melepaskan Ca ++ intraseluler, dan diasilgliserol (DAG), yang mengaktifkan protein kinase C.

- Penerima M2

Mereka ditemukan terutama di jantung, terutama di sel-sel simpul sinoatrial, tempat mereka bertindak dengan mengurangi frekuensi pelepasannya, seperti dijelaskan di bawah ini.

Otomatisme jantung

Reseptor M2 telah dipelajari secara lebih mendalam pada tingkat simpul sinoatrial (SA) jantung, tempat di mana otomatisitas yang secara berkala menghasilkan rangsangan ritmik yang bertanggung jawab atas aktivitas mekanis jantung biasanya terwujud.

Sel-sel simpul sinoatrial, setelah setiap potensial aksi (AP) yang memicu sistol jantung (kontraksi), berepolarisasi dan kembali ke level sekitar -70 mV. Tetapi tegangan tidak tetap pada nilai itu, tetapi mengalami depolarisasi progresif ke tingkat ambang batas yang memicu potensial aksi baru.

Depolarisasi progresif ini terjadi akibat perubahan spontan arus ion (I) yang meliputi: reduksi keluaran K + (IK1), munculnya arus masukan Na + (If) kemudian masukan Ca ++ (ICaT), hingga itu mencapai ambang dan arus Ca ++ lainnya (ICaL) dipicu, bertanggung jawab atas potensi aksi.

Jika keluaran K + (IK1) sangat rendah dan arus masukan Na + (If) dan Ca ++ (ICaT) tinggi, depolarisasi terjadi lebih cepat, potensial aksi dan kontraksi terjadi lebih awal, dan frekuensi detak jantung lebih tinggi. Modifikasi yang berlawanan pada arus tersebut menurunkan frekuensi.

Perubahan metabotropik yang disebabkan oleh norepinefrin (simpatis) dan asetilkolin (parasimpatis) dapat mengubah arus ini. CAMP secara langsung mengaktifkan saluran If, protein kinase A (PKA) memfosforilasi dan mengaktifkan saluran Ca ++ dari ICaT, dan gugus βγ protein Gi mengaktifkan keluaran K +.

Aksi muskarinik M2

Ketika asetilkolin dilepaskan oleh ujung postganglionik dari serabut vagal jantung (parasimpatis) berikatan dengan reseptor muskarinik M2 dari sel nodus sinoatrial, subunit αi dari protein Gi mengubah GDPnya untuk GTP dan memisahkan, membebaskan blok. βγ.

Subunit αi menghambat adenyl cyclase dan mengurangi produksi cAMP, yang mengurangi aktivitas saluran If dan PKA. Fakta terakhir ini mengurangi fosforilasi dan aktivitas saluran Ca ++ untuk ICaT; hasilnya adalah pengurangan arus depolarisasi.

Gugus yang dibentuk oleh subunit βγ dari protein Gi mengaktifkan arus K + keluar (IKACh) yang cenderung menetralkan masukan Na + dan Ca ++ dan menurunkan laju depolarisasi.

Hasil keseluruhannya adalah penurunan kemiringan depolarisasi spontan dan penurunan denyut jantung.

- Penerima M3

Skema reseptor M3 muskarinik (Sumber: Takuma-sa via Wikimedia Commons)

Mereka dapat ditemukan di otot polos (sistem pencernaan, kandung kemih, pembuluh darah, bronkus), di beberapa kelenjar eksokrin, dan di sistem saraf pusat.

Mereka juga digabungkan dengan protein Gq dan, di tingkat paru, dapat menyebabkan bronkokonstriksi, saat bekerja pada endotel vaskular, mereka melepaskan oksida nitrat (NO) dan menyebabkan vasodilatasi.

- Penerima M4 dan M5

Reseptor ini kurang dikarakterisasi dan dipelajari dibandingkan yang sebelumnya. Kehadirannya di sistem saraf pusat dan di beberapa jaringan perifer telah dilaporkan, tetapi fungsinya tidak jelas.

Antagonis

Antagonis universal untuk reseptor ini adalah atropin, alkaloid yang diekstrak dari tanaman Atropa belladonna, yang mengikatnya dengan afinitas tinggi, yang merupakan kriteria untuk membedakannya dari reseptor nikotinik yang tidak sensitif terhadap molekul ini.

Ada sejumlah besar zat antagonis lain yang mengikat berbagai jenis reseptor muskarinik dengan afinitas berbeda. Kombinasi nilai afinitas yang berbeda untuk beberapa di antaranya telah berfungsi dengan tepat untuk dimasukkannya reseptor ini dalam satu atau beberapa kategori yang dijelaskan.

Daftar parsial antagonis lain akan mencakup: pirenzepine, metoktramin, 4-DAMP, himbazine, AF-DX 384, tripitramine, darifenacin, PD 102807, AQ RA 741, pFHHSiD, MT3 dan MT7; racun yang terakhir terkandung dalam racun mamba hijau dan hitam.

Reseptor M1, misalnya, memiliki sensitivitas tinggi terhadap pirenzepine; M2s oleh tryptramine, methoctramine dan himbazine; M3s dengan 4-DAMP; M4 terkait erat dengan toksin MT3 dan juga himbacin; M5 sangat mirip dengan M3, tetapi terkait dengan mereka, M5 kurang terkait dengan AQ RA 741.

Referensi

1. Ganong WF: Neurotransmitter dan Neuromodulator, dalam: Review of Medical Physiology, edisi ke-25. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. González JC: Peran reseptor muskarinik dalam modulasi transmisi GABAergic di hipokampus. Memori untuk memenuhi syarat gelar dokter. Universitas Otonom Madrid. 2013.
3. Guyton AC, Hall JE: Eksitasi ritmis Jantung, dalam: Buku Teks Fisiologi Medis, edisi ke-13; AC Guyton, JE Hall (eds). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
4. Piper HM: Herzerregung, dalam: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, edisi ke-31; RF Schmidt dkk (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
5. Schrader J, Gödeche A, Kelm M: Das Hertz, dalam: Physiologie, edisi ke-6; R Klinke et al (eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
6. Siegelbaum SA, Clapham DE, Schwartz JH: Modulasi Transmisi Sinaptik: Second Messengers, Dalam: Principles of Neural Science, edisi ke-5; E Kandel et al (eds). New York, McGraw-Hill, 2013.