Рецептор

Что такое рецепторы?

Сенсорные системы человека разделяются на следующие типы:

• зрительную;
• равновесия;
• вкусовую;
• слуховую;
• обонятельную;
• осязательную;
• проприоцептивную;
• висцеральную.

Принцип работы каждой системы одинаков. Функции рецептора отличаются в зависимости от системы и реагируют на определенный вид раздражителя. Некоторые сенсорные системы человек осознает частично. Например, висцеральная система обрабатывает информацию о химическом составе жидкостей тела.

Сенсорные системы находятся в постоянном взаимодействии, и при нарушении функций нервных рецепторов происходит частичная компенсация за счет других систем.

Сенсорная система состоит из периферического, проводникового и центрального отделов. Основу периферического отдела составляют рецепторы, которые находятся в органах чувств. Они принимают раздражители и преобразуют их в нервные импульсы. Рецепторы не чувствительны к слабым раздражителям и тем воздействиям, которые оказывают влияние на организм длительное время.

Проводниковый отдел отвечает за передачу информации по аксонам в центральную нервную систему. Импульсы попадают в таламус, а затем в кору головного мозга.

Центральный отдел располагается в коре больших полушарий головного мозга. В них информация анализируется и определяется необходимость ответной реакции.

Два поколения Н1‑блокаторов

Один из важнейших медиаторов аллергических реакций — гистамин, высвобождаемый тучными клетками, — проявляет комплекс патологических эффектов после взаимодействия с гистаминовыми Н₁‑рецепторами. Их стимуляция сопровождается расширением артериол, увеличением проницаемости сосудистой стенки, отёком тканей, местным покраснением кожи, зудом.

Блокаторы Н₁‑рецепторов (Н₁‑блокаторы) предотвращают эффекты гистамина, играя важную роль в лечении аллергических реакций — аллергического ринита, крапивницы и так далее. Следует отметить, что они блокируют действие гистамина на Н₁‑рецепторы по механизму конкурентного ингибирования, и сродство их к рецепторам значительно ниже, чем у гистамина. Поэтому антигистаминные препараты не могут вытеснить гистамин, ранее связавшийся с рецептором, — они способны лишь блокировать незанятые или высвобождаемые рецепторы. В связи с этим Н₁‑блокаторы рецепторов гистамина наиболее эффективны для предупреждения аллергических реакций немедленного типа, а при уже развившейся аллергии — для предотвращения воздействия новых «порций» гистамина.

На сегодняшний момент выделяют два поколения Н₁‑блокаторов.

Препараты первого поколения — дифенгидрамин (димедрол), хлоропирамин, клемастин, диметиндена малеат, мебгидролин хорошо проникают в центральную нервную систему. Это связано с развитием сильного седативного эффекта наряду с противоаллергическим. Кроме того, средства этой подгруппы оказывают:

• антихолинергическое действие, уменьшая экзокринную секрецию (например, слюнных желез) и повышая вязкость секретов;
• центральное холинолитическое действие (снотворный эффект);
• местноанестезирующее действие;
• антисеротониновое действие.

Препараты второго поколения (цетиризин, левоцетиризин, лоратадин, дезлоратадин, фексофенадин, эбастин) не проникают через гематоэнцефалический барьер и не оказывают седативного действия. Наряду с этим они способны селективно блокировать Н₁‑рецепторы, быстро проявляя клинический эффект, сохраняющийся на протяжении 24 часов.

По данным исследований, эффективность препаратов первого и второго поколения в терапевтических дозах сопоставима, и основное их отличие — в переносимости. Несмотря на существенную разницу в профиле безопасности, представители обоих поколений занимают свою нишу и широко применяются в клинической практике.

Обонятельная сенсорная система

Основным органом в данной системе служит нос. Система получила свое название благодаря содержанию в ней обонятельных желез, в которых образуются одноименные клетки. При реакции с раздражителем они образуют обонятельные нити для передачи в полость черепной коробки, а затем в мозг. Обонятельная система состоит из:

• воспринимающего (органы обоняния);
• проводникового (обонятельный нерв);
• центрального отделов (обонятельная луковица).

Иными словами, раздражитель улавливается обонятельными рецепторами, передается по обонятельному нерву к луковице, которая связана ветвями с подкоркой переднего мозга.

Принцип работы рецепторов[править | править код]

Стимулами для разных рецепторов могут служить свет, механическая деформация, химические вещества, изменения температуры, а также изменения электрического и магнитного поля. В рецепторных клетках (будь то непосредственно нервные окончания или специализированные клетки) соответствующий сигнал изменяет конформацию чувствительных молекул-клеточных рецепторов, что приводит к изменению активности мембранных ионных
рецепторов и изменению мембранного потенциала клетки. Если воспринимающей клеткой является непосредственно нервное окончание (так называемые первичные рецепторы), то обычно происходит деполяризация мембраны с последующей генерацией нервного импульса. Специализированные рецепторные клетки вторичных рецепторов могут как деполяризоваться, так и гиперполяризоваться. В последнем случае изменение мембранного потенциала ведет к уменьшению секреции тормозного медиатора, действующего на нервное окончание и, в конечном счете, все равно к генерации нервного импульса. Такой механизм реализован, в частности, в чувствительных элементах сетчатки.

В качестве клеточных рецепторных молекул могут выступать либо механочувствительные, термочувствительные и хемочувствительные ионные каналы, либо специализированные G-белки (как в клетках сетчатки). В первом случае открытие каналов непосредственно изменяет мембранный потенциал (механочувствительные каналы в тельцах Пачини), во втором случае запускается каскад внутриклеточных реакций трансдукции сигнала, что ведет в конечном счете к открытию каналов и изменению потенциала на мембране.

Распределение тканей

Система вкусовая состоит из клеток вкусовых рецепторов в вкусовых рецепторах . Вкусовые рецепторы, в свою очередь, содержатся в структурах, называемых сосочками . Во вкусе участвуют три типа сосочков: грибовидные сосочки , лиственные сосочки и округлые сосочки . (Четвертый тип — не содержат вкусовых сосочков). Помимо сосочков, вкусовые рецепторы также находятся на небе и в ранних частях пищеварительной системы, таких как гортань и верхний отдел пищевода . Есть три черепных нерва, которые иннервируют язык; блуждающий нерв , языкоглоточный нерв и лицевой нерв . Языкоглоточный нерв и хорда барабанной ветвь лицевого нерва иннервируют вкусовые рецепторы TAS1R и TAS2R. Наряду со вкусовыми рецепторами на языке эпителий кишечника также оснащен тонкой хемосенсорной системой, которая передает сенсорную информацию нескольким эффекторным системам, участвующим в регуляции аппетита, иммунных реакций и моторики желудочно-кишечного тракта.

В 2010 году исследователи обнаружили горькие рецепторы в легочной ткани, которые вызывают расслабление дыхательных путей при попадании горького вещества. Они считают, что этот механизм является эволюционно адаптивным, поскольку он помогает избавиться от инфекций легких, но также может быть использован для лечения астмы и хронической обструктивной болезни легких .

Рецептор сладкого вкуса (T1R2 / T1R3) можно найти в различных внеоральных органах человеческого тела, таких как мозг, сердце, почки, мочевой пузырь, носовой респираторный эпителий и др. В большинстве органов функция рецепторов неясна. Было обнаружено, что рецептор сладкого вкуса, обнаруженный в кишечнике и поджелудочной железе, играет важную роль в метаболической регуляции процесса восприятия углеводов в кишечнике и секреции инсулина. Этот рецептор также обнаружен в мочевом пузыре, что позволяет предположить, что потребление искусственных подсластителей, активирующих этот рецептор, может вызвать чрезмерное сокращение мочевого пузыря.

PRR в медицине человека

Исследовательские группы недавно провели обширное исследование участия и потенциального использования иммунной системы пациента в терапии различных заболеваний, так называемой иммунотерапии, включая моноклональные антитела, неспецифическую иммунотерапию, терапию онколитическими вирусами, Т-клеточную терапию и противораковые вакцины. . NOD2 был связан через потерю и усиление функции с развитием болезни Крона и раннего саркоидоза. Мутации в NOD2 в сочетании с факторами окружающей среды приводят к развитию хронического воспаления в кишечнике. Поэтому было предложено лечить заболевание путем ингибирования малых молекул, которые способны модулировать передачу сигналов NOD2, особенно RIP2. На данный момент FDA одобрило два терапевтических препарата, ингибирующих фосфорилирование RIP2, что необходимо для правильного функционирования NOD2: гефитиниб и эрлотиниб. Кроме того, были проведены исследования GSK583, высокоспецифичного ингибитора RIP2, который кажется очень многообещающим для ингибирования передачи сигналов NOD1 и NOD2 и, следовательно, ограничения воспаления, вызванного сигнальными путями NOD1, NOD2. Другая возможность состоит в том, чтобы удалить датчик для NOD2, который доказал свою эффективность на мышиных моделях в попытке подавить симптомы болезни Крона. Ингибиторы киназы типа II, которые являются высокоспецифичными, показали многообещающие результаты в блокировании TNF, возникающего из NOD-зависимых путей, что демонстрирует высокий потенциал в лечении опухолей, связанных с воспалением.

Другое возможное использование PRR в медицине также связано со злокачественными опухолями кишечника. Исследования показали, что Helicobacter pylori значительно коррелирует с развитием опухолей желудочно-кишечного тракта. У здорового человека инфекция Helicobacter pylori является мишенью для комбинации PRR, а именно TLR, NLR, RLR и CLR DC-SIGN. В случае их неисправности эти рецепторы также связаны с канцерогенезом. Когда инфекция Helicobacter pylori продолжает прогрессировать в кишечнике, она перерастает в хроническое воспаление, атрофию и, в конечном итоге, дисплазию, ведущую к развитию рака. Поскольку все типы PRR играют роль в идентификации и искоренении инфекции, их специфические агонисты вызывают сильный иммунный ответ на рак и другие заболевания, связанные с PRR. Было показано, что ингибирование TLR2 значительно коррелирует с улучшением состояния пациента и подавлением аденокарциномы желудка.

PRR также тесно связаны с правильным функционированием нейронных сетей и тканей, особенно из-за их участия в процессах воспаления, которые необходимы для правильного функционирования, но могут вызвать непоправимый ущерб, если не находятся под контролем. TLR экспрессируются в большинстве клеток центральной нервной системы (ЦНС) и играют решающую роль в стерильном воспалении. После травмы они приводят к нарушению роста аксонов и замедляют или даже полностью останавливают восстановление

Другой важной структурой, участвующей и потенциально используемой в терапии после травм, является инфламмасома. Было высказано предположение, что благодаря индукции провоспалительных цитокинов, IL-1β и IL-18, ингибирование инфламмасом также может служить эффективным терапевтическим методом

Участие инфламмасом также было исследовано в нескольких других заболеваниях, включая экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит (EAE), болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также при атеросклерозе, связанном с диабетом типа II у пациентов. Предлагаемые методы лечения включают деградацию NLRP3 или ингибирование провоспалительных цитокинов.

Что такое рецепторы?

Сенсорные системы человека разделяются на следующие типы:

• зрительную;
• равновесия;
• вкусовую;
• слуховую;
• обонятельную;
• осязательную;
• проприоцептивную;
• висцеральную.

Принцип работы каждой системы одинаков. Функции рецептора отличаются в зависимости от системы и реагируют на определенный вид раздражителя. Некоторые сенсорные системы человек осознает частично. Например, висцеральная система обрабатывает информацию о химическом составе жидкостей тела.

Сенсорные системы находятся в постоянном взаимодействии, и при нарушении функций нервных рецепторов происходит частичная компенсация за счет других систем.

Сенсорная система состоит из периферического, проводникового и центрального отделов. Основу периферического отдела составляют рецепторы, которые находятся в органах чувств. Они принимают раздражители и преобразуют их в нервные импульсы. Рецепторы не чувствительны к слабым раздражителям и тем воздействиям, которые оказывают влияние на организм длительное время.

Проводниковый отдел отвечает за передачу информации по аксонам в центральную нервную систему. Импульсы попадают в таламус, а затем в кору головного мозга.

Центральный отдел располагается в коре больших полушарий головного мозга. В них информация анализируется и определяется необходимость ответной реакции.

Клеточные рецепторы

В многоклеточном организме передача информации между клетками, происходящая с участием гормонов, нейротрансмиттеров (медиаторов), нейропептидов и других биологически активных веществ, включает этап взаимодействия молекул этих веществ (их называют также лигандами) с соответствующими надмолекулярными структурами, или клеточными рецепторами. Они могут располагаться как внутри клетки (напр., клеточные Р. к стероидным гормонам, легко проникающим внутрь клетки благодаря их растворимости в липидах клеточной мембраны), так и на поверхности клеточной мембраны (клеточные Р. к белкам, пептидам, нейротрансмиттерам). Как внутриклеточные, так и мембранные клеточные Р. содержат центр связывания, обеспечивающий специфическое связывание лиганда с клеточными Р. После связывания, напр., молекулы стероидного гормона с цитоплазматическим Р. и образования комплекса гормон — клеточный Р. этот комплекс проникает внутрь клеточного ядра, где связывается с соответствующим акцептором, вслед за чем молекула гормона отделяется от комплекса и выходит в цитоплазму, при этом одновременно активируется генетический аппарат клетки (см.). Конечным итогом этой активации является резкое усиление синтеза ряда специфических и неспецифических белков клетки, что представляет собой ответ клетки-мишени на действие гормона.

Процессы, происходящие при связывании молекулы лиганда с клеточным Р., локализованным на клеточной мембране (см. Мембраны биологические), состоят из ряда этапов, протекающих с большой скоростью. Происходящее при этом изменение свойств фосфолипидного матрикса, окружающего клеточный Р., обеспечивает передачу сигнала от центра связывания лиганда (через ряд промежуточных звеньев) на аденилат-циклазный центр и его активацию. Циклическая АМФ (см. Аденозинфосфорные кислоты) является своеобразным вторым внутриклеточным переносчиком информации, определяющим ответ клетки на действие лиганда. Т. о., происходит активация соответствующих протеинкиназ, изменение проницаемости клеточной мембраны для ряда ионов, усиление экспрессии генетической информации. Важным открытием явилось обнаружение в ц. н. с. клеточных Р. к ряду нейрональных пептидов, напр, к группам пептидов, названных эндорфинами и энкефалинами, а также клеточных Р. ко многим психотропным лекарственным препаратам (имипрамину, галоперидолу, диазепаму и др.). Взаимодействие указанных выше лигандов с клеточными Р. изменяет способность нервных клеток отвечать на действие нейро-трансмиттеров, т. е. оказывает на их активность модулирующее действие. Напр., связывание препаратов бензодиазепинового ряда с бензодиазе-пиновыми клеточными Р. усиливает ответ ГАМК-ергических нейронов на действие гамма-аминомасляной к-ты (ГАМК), влияя в то же время на связывание ГАМК соответствующими клеточными Р. В связи с обнаружением в ц. н. с. эндогенных лигандов, конкурирующих с морфином за места связывания и обладающих морфиноподобным действием, проводится поиск эндогенных соединений типа эндогенного диазепама, эндогенного галоперидола и др., что может иметь в случае их обнаружения большое значение для клин, практики.

Нарушения механизмов рецепции играют важную роль в развитии ряда заболеваний человека, напр, нек-рых видов сахарного диабета, гиперхоли-стеринемии и др. Наряду с рассмотренными выше видами Р. на поверхности В- и Т-лимфоцитов выявлены мембранные клеточные Р., играющие важную роль в работе иммунной системы, а также клеточные Р. к ряду вирусов.

Библиография: Глебов Р. И. и Крыжановский Г. Н. Функциональная биохимия синапсов, М., 1978; Гранит Р. Электрофизиологическое исследование рецепции, пер. с англ., М., 1957; Розен В. Б. и Смирнов А. Н. Рецепторы и стероидные гормоны, М., 1981, библиогр.; Тамар Г. Основы сенсорной физиологии, пер. с англ., М., 1976; Физиология сенсорных систем, под ред. А. С. Батуева, с. 34, Л., 1976; Cell membrane receptors for drugs and hormones, a multidisciplinary approach, ed. by R. W. Straub a. L. Bolis, N. Y., 1978; Cell! membrane receptors for viruses, antigens, and antibodies, polypeptide hormones, and small molecules, ed. by R. F. Beers a. E. G. Bassett, N. Y., 1976; The receptors, a comprehensive treatise, ed. by R. D. O’Brien, v. 1, N. Y.— L., 1979.

О. Б. Ильинский; P. P. Лидеман (клеточные рецепторы).

Потеря функции

У многих видов вкусовые рецепторы утратили свои функции. Эволюционный процесс, в котором вкусовые рецепторы утратили свою функцию, считается адаптивной эволюцией, связанной с экологией кормления, определяющей специализацию и раздвоение вкусовых рецепторов. Показано, что из всех вкусовых рецепторов горький, сладкий и умами имеют корреляцию между инактивацией вкусовых рецепторов и пищевым поведением. Однако нет убедительных доказательств того, что у позвоночных отсутствуют гены рецепторов горького вкуса.

Рецептор сладкого вкуса является одним из вкусовых рецепторов, функция которого утрачена. У млекопитающих преобладающим рецептором сладкого вкуса является вкусовой рецептор типа 1 Tas1r2 / Tas1r3. Некоторые виды млекопитающих, такие как кошки и летучие мыши-вампиры, показали неспособность чувствовать сладкий вкус. У этих видов причина потери функции сладкого рецептора связана с псевдогенизацией Tas1r2. Псевдогенизация Tas1r2 также наблюдается у видов, не относящихся к млекопитающим, таких как куры и безъязычная западная когтистая лягушка, и эти виды также демонстрируют неспособность ощущать сладкий вкус. Псевдогенизация Tas1r2 широко распространена и независима в отряде Carnivora. Многие исследования показали, что псевдогенизация вкусовых рецепторов вызвана вредной мутацией в открытых рамках считывания (ORF). В ходе исследования было обнаружено, что у хищных видов, не относящихся к кошачьим, эти виды демонстрировали мутации Tas1r2, нарушающие ORF, и они возникали независимо среди видов. Они также показали большую вариативность в своих родословных. Предполагается, что псевдогенизация Tas1r2 произошла в результате конвергентной эволюции, когда плотоядные виды потеряли способность ощущать сладкий вкус из-за пищевого поведения.

Умами также является вкусовым рецептором, функция которого у многих видов утрачена. Преобладающими рецепторами вкуса умами являются Tas1r1 / Tas1r3. У двух линий водных млекопитающих, включая дельфинов и морских львов, было обнаружено, что Tas1r1 является псевдогенизированным. Псевдогенизация Tas1r1 также была обнаружена у наземных хищных видов. Хотя панда принадлежит к отряду Carnivora, она травоядна, где 99% ее рациона составляет бамбук, и она не может попробовать умами. Последовательность генома панды показывает, что ее ген Tas1r1 псевдогенизирован. В ходе исследования было обнаружено, что у всех видов отряда Carnivora, кроме панды, открытая рамка считывания сохранялась. Было обнаружено, что у панды соотношение несинонимичных и синонимичных замен намного выше, чем у других видов отряда Carnivora. Эти данные коррелируют с датой окаменелостей панды, чтобы показать, где она перешла с хищной диеты на травоядную. Таким образом, предполагается, что потеря функции умами у панды вызвана изменением диеты, когда панда стала меньше зависеть от мяса. Однако эти исследования не объясняют травоядных животных, таких как лошади и коровы, которые сохранили рецептор Tas1r1.

В целом, потеря функции вкусового рецептора — это эволюционный процесс, произошедший из-за изменения рациона видов.

Боль

14. Опиоидные рецепторы

14.3. Виды опиоидных рецепторов

Номенклатура.

Опиоидные рецепторы были названы по первой букве лиганда, с которым впервые обнаружена их связь. Так, морфин был первым веществом, у которого была обнаружена способность связываться с μ-рецепторами, а κ-рецепторы названы в честь обнаружения их связывания с кетоциклазоцином. Также рецептор с высоким сродством к энкефалинам был обнаружен в семявыносящих протоках мышей и назван δ-рецептором. Позднее другой опиоидный рецептор был обнаружен и клонирован на основе гомологичности с кДНК. Этот рецептор известен как ноцицептиновый рецептор или ORL 1-рецептор.

Предположено существование отдельных подтипов опиоидных рецепторов в тканях человека, однако исследователям пока не удалось получить генетических или молекулярных доказательств их существования и считают, что они возникают в результате посттрансляционной модификации клонированных типов рецепторов илидимеризации.

Подкомитет IUPHAR допускает применение общепринятой греческой классификации, но рекомендует 3 классических рецептора (μ-, δ-, κ-) и ноцицептиновый рецептор обозначать как MOP, DOP, KOP и NOP соответственно.

Лиганды

Эндогенные

Эндогенные опиоидные пептиды вырабатываются в самом организме и реализуют свои опиоидные эффекты. Обнаружение опиоидных рецепторов привело к открытию их эндогенных лигандов. Вначале были обнаружены три семейства опиоидных рецепторов (эндорфины, энкефалины и динорфины) в различных областях ЦНС, желудочно-кишечном тракте и других периферических тканях. Позднее были обнаружены ноцицептины, эндоморфины и другие опиоидные пептиды. При этом эндорфины, эндоморфины проявляют максимальное сродство к рецепторам типа μ, энкефалины — типа δ, динорфины — типа κ

Экзогенныеправить | править вики-текст

Основная статья: Опиоиды

Экзогенные опиоиды поступают в организм извне и связываются с опиоидными рецепторами. Первым открытым опиоидом был морфин, алкалоид опийного мака, выделенный Фридрихом Сертюрнером из опиума в 1804 г. В настоящее время известно большое количество соединений (как производных морфина, так и веществ другой структуры), являющихся лигандами к опиоидным рецепторам. По происхождению различают естественные, синтетические и полусинтетические опиоиды.Многие из них используются в медицине в качестве анальгетиков и средств против кашля.

Агонисты μ-опиоидных рецепторов обладают большим потенциалом злоупотребления, в краткосрочном периоде вызывая эйфорию, а при систематическом употреблении — сильную физическую и психическую зависимость. По этой причине оборот опиоидов в большинстве стран контролируется.

Некоторые экзогенные лиганды и их сродство к различным типам опиоидных рецепторов:

*Сам героин обладает довольно слабым сродством к μ-рецепторам, но легко проникает через гемато-энцефалический барьер, где преобразуется в 6-моноацетилморфин — 

Связывание и активация

Связывание лиганда – это равновесный процесс. Лиганды связываются с рецепторами и отталкиваются от них в соответствии с законом действия масс.
Одним из показателей того, насколько хорошо молекула подходит к рецептору, является аффинность связывания, которая находится в обратной зависимости от константы диссоциации Kd. Если молекула хорошо подходит к рецептору, она обладает высоким сродством и низкой Kd. Конечный биологический ответ (например, вторичный каскад ответов, сокращение мышц), достигается только после активации значительного количества рецепторов.
Сродство – это показатель того, с какой легкостью лиганд связывается с рецептором. Эффективность – это показатель, демонстрирующий то, как связанный лиганд активирует рецептор.

Зрительная сенсорная система

Одна из наиболее значимых систем в жизни человека и имеющая сложное строение. Основными органами в зрительной системе являются глаза. Рассмотрим, что такое рецепторы глаз. Сетчатка глаза представляет собой центр нервных окончаний, в котором осуществляется обработка поступающих сигналов и преобразование их в импульсы, готовые для передачи в головной мозг. Сигналы передаются благодаря специальным клеткам с различными функциями:

• фоторецепторы (колбочки и палочки);
• ганглиозные клетки;
• биполярные клетки.

Благодаря светочувствительным клеткам зрительный анализатор осуществляет восприятие цветного изображения в дневное и сумеречное время суток со скоростью в 720 м/с.