2024-03-26 00:00:00來(lái)源:陶術(shù)生物瀏覽量:642
在人體內(nèi),一套精細(xì)的調(diào)控系統(tǒng)每時(shí)每刻都在運(yùn)作,以應(yīng)對(duì)外界的挑戰(zhàn)和內(nèi)部的需求。在這套系統(tǒng)中,腎上腺素和腎上腺素能受體扮演著關(guān)鍵角色,尤其是在應(yīng)對(duì)緊急情況時(shí)。它們的互動(dòng)不僅是“戰(zhàn)斗或逃跑”反應(yīng)的核心,也是許多生理調(diào)節(jié)過(guò)程的基礎(chǔ)。
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腎上腺素:體內(nèi)的緊急信號(hào)
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腎上腺素(Epinephrine),是一種重要的兒茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)和激素。它在人體的應(yīng)激反應(yīng)中起著核心作用。腎上腺素由腎上腺髓質(zhì)分泌,并且在一些神經(jīng)細(xì)胞中也可以作為神經(jīng)遞質(zhì)釋放。
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腎上腺素的作用廣泛,涉及多個(gè)生理系統(tǒng),如:
l?心血管系統(tǒng):腎上腺素能增加心率和心臟的泵血能力,擴(kuò)張心臟和其他重要器官的血管,同時(shí)收縮皮膚、黏膜和腸道的血管,這樣可以增加血流到大腦、心臟和肌肉。
l?呼吸系統(tǒng):通過(guò)擴(kuò)張氣道來(lái)增加氧氣的攝入,這是通過(guò)激活肺部的β2-腎上腺素能受體實(shí)現(xiàn)的。
l?代謝效應(yīng):增加血糖水平,通過(guò)促進(jìn)肝臟和肌肉中的糖原分解,同時(shí)增加脂肪分解,以提供額外的能量源。
l?免疫系統(tǒng):有研究表明,腎上腺素可能通過(guò)調(diào)節(jié)某些白細(xì)胞的功能,影響免疫系統(tǒng)的反應(yīng)。
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在醫(yī)療領(lǐng)域,腎上腺素因其強(qiáng)大的生理效應(yīng)而被廣泛應(yīng)用,例如急救過(guò)程中,腎上腺素是治療急性過(guò)敏反應(yīng)(如過(guò)敏性休克)的首選藥物,因?yàn)樗梢匝杆贁U(kuò)張氣道,提高血壓。在心臟復(fù)蘇過(guò)程中使用腎上腺素,可以增加心臟按摩的有效性和提高存活率。與局部麻醉藥合用,可以減少出血并延長(zhǎng)麻醉效果,因?yàn)槟I上腺素可以收縮血管,減少藥物吸收速度。盡管腎上腺素是一種強(qiáng)效藥物,但它也可能引起副作用,如心跳過(guò)速、血壓過(guò)高、顫抖和焦慮等。因此,在醫(yī)療使用中需要嚴(yán)格控制劑量和使用條件。
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腎上腺素能受體:信號(hào)的接收者
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腎上腺素能受體是一類屬于G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)的細(xì)胞表面受體,能夠響應(yīng)腎上腺素和去甲腎上腺素這兩種主要的兒茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)的信號(hào)。腎上腺素能受體通過(guò)與G蛋白相互作用,能夠激活或抑制細(xì)胞內(nèi)的不同信號(hào)通路。這些受體的激活可以影響cAMP(環(huán)磷酸腺苷)水平,調(diào)節(jié)鈣離子通道的開(kāi)閉,以及激活或抑制其他多種酶和二級(jí)信使系統(tǒng),從而影響細(xì)胞的功能。這些受體在調(diào)節(jié)心臟功能、血管張力、平滑肌的收縮、能量代謝以及許多其他生理過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。
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腎上腺素和去甲腎上腺素的生物合成和降解
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根據(jù)其特性和位置,腎上腺素能受體可以分為兩大類:α-腎上腺素能受體和β-腎上腺素能受體:
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α受體:通常通過(guò)Gq蛋白激活磷脂酰肌醇信號(hào)途徑,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣離子水平上升,引發(fā)平滑肌收縮等反應(yīng)。
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β受體:通常通過(guò)Gs蛋白激活cAMP依賴性途徑,導(dǎo)致心臟收縮力增強(qiáng)、平滑肌松弛等效應(yīng)。
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每一類下面又可以細(xì)分為幾個(gè)亞型。例如,α受體分為α1和α2受體,而β受體分為β1、β2和β3受體。這些亞型受體的分布和功能各不相同,它們可以通過(guò)不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的生理反應(yīng)。
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腎上腺素能受體的分類
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l?α1-腎上腺素能受體:通常位于血管平滑肌上,當(dāng)激活時(shí),它們會(huì)導(dǎo)致血管收縮,從而增加血壓。
l?α2-腎上腺素能受體:主要在神經(jīng)末梢和一些血管平滑肌上表達(dá),它們的激活可以減少神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,降低血壓,同時(shí)在胰島素的釋放中起到調(diào)節(jié)作用。
l?β1-腎上腺素能受體:主要在心臟上找到,激活這些受體會(huì)增加心率和心臟收縮力,是心臟輸出量增加的重要因素。
l?β2-腎上腺素能受體:廣泛分布在肺部的平滑肌和血管的平滑肌上,它們的激活可以引起支氣管擴(kuò)張和血管舒張。
l?β3-腎上腺素能受體:主要在脂肪細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),它們的激活促進(jìn)脂肪分解,提供能量。
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人類β2受體的結(jié)構(gòu)
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腎上腺素能受體的作用非常廣泛,通過(guò)不同的G蛋白激活或抑制特定的信號(hào)通路,從而細(xì)致地調(diào)控身體的反應(yīng)。不僅涉及到緊急情況下的“戰(zhàn)斗或逃跑”反應(yīng),也涉及到許多長(zhǎng)期的生理調(diào)節(jié)過(guò)程。這些受體是許多藥物的靶標(biāo),包括治療高血壓、心臟病、哮喘等疾病的藥物。通過(guò)激活或阻斷特定的腎上腺素能受體亞型,可以精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)身體的某些功能,以達(dá)到治療的目的。
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β2受體的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)途徑
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針對(duì)腎上腺素能受體的小分子化合物有很多,它們可以根據(jù)其對(duì)α-或β-腎上腺素能受體的親和力和作用效果被分為幾類,包括激動(dòng)劑和拮抗劑,例如
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α-腎上腺素能受體激動(dòng)劑
Phenylephrine:主要是α1受體的選擇性激動(dòng)劑,常用于緩解鼻塞(通過(guò)收縮鼻黏膜下的血管來(lái)減少充血)和提高血壓。
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α-腎上腺素能受體拮抗劑
Prazosin:主要針對(duì)α1受體的拮抗劑,用于治療高血壓和前列腺增生,通過(guò)放松平滑肌來(lái)降低血壓和改善尿流。
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β-腎上腺素能受體激動(dòng)劑
Isoproterenol:是一種非選擇性的β受體激動(dòng)劑,可以增加心率和心臟的收縮力,用于治療某些類型的心臟停搏。
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Salbutamol:β2受體選擇性激動(dòng)劑,用于治療哮喘和COPD,通過(guò)擴(kuò)張支氣管平滑肌來(lái)緩解呼吸困難。
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β-腎上腺素能受體拮抗劑
Propranolol:一種非選擇性β受體拮抗劑,用于治療高血壓、心絞痛、心律失常和其他心臟疾病。它通過(guò)減緩心率和降低心臟負(fù)荷來(lái)發(fā)揮作用。
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Metoprolol:是β1受體選擇性拮抗劑,主要用于治療高血壓、心絞痛和心力衰竭,通過(guò)降低心率和心臟負(fù)荷來(lái)減少心臟的氧氣需求。
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這些化合物通過(guò)激動(dòng)或阻斷腎上腺素能受體,可以精確地調(diào)節(jié)心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和代謝等多個(gè)生理過(guò)程。
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TargetMol?腎上腺素能受體化合物庫(kù)?含219 種活性化合物,包括內(nèi)源性神經(jīng)遞質(zhì)、激動(dòng)劑、拮抗劑和上市藥物。該分子庫(kù)可用于篩選或鑒定重組孤兒G 蛋白偶聯(lián)受體、靶標(biāo)驗(yàn)證、二次篩選和其他藥理學(xué)應(yīng)用。
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參考文獻(xiàn):
Johnson, M. (2006). Molecular mechanisms of β2-adrenergic receptor function, response, and regulation. In Journal of Allergy and Clinical Immunology (Vol. 117, Issue 1, pp. 18–24). https://doi.org/10.1016/j.jaci.2005.11.012
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Marino, F., & Cosentino, M. (2013). Adrenergic modulation of immune cells: An update. In Amino Acids (Vol. 45, Issue 1, pp. 55–71). https://doi.org/10.1007/s00726-011-1186-6
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