Что такое никотиновые ацетилхолиновые рецепторы?

В организме человека и ряда высших животных нервные импульсы передаются посредством взаимодействия различных химических соединений. Биохимические реакции активируются с помощью медиаторов, при взаимодействии с которыми начинают работать особым образом организованные белки — ацетилхолиновые рецепторы (АХР). Их функция заключается в передаче импульсов не только в нервной системе, но и в мышцах и эпителиальных тканях. Активизация рецепторов осуществляется при помощи ацетилхолина.

Никотиновые АХР, особенности и история развития

Исследование этого типа рецепторов началось ещё в 30-ые годы прошлого века, однако функция ацетилхолина была изучена лишь на несколько десятков лет позже. Учёным удалось установить, что в разных тканях находятся несколько отличающиеся холиновые белки. В гладкой мускулатуре и железах внутренней секреции располагаются мускариночувствительные рецепторы, это название они получили за свою способность реагировать на мускарин – токсин, выделяемый из мухоморов.

Другой же подвид белков располагается в синапсах ганглия и в мышечных структурах соматических органов, такие белки называются никотиночувствительными. Никотиновые рецепторы взаимодействуют не только с ацетилхолином, вырабатывающимся в организме человека при нормальном метаболизме, но и с никотином, структура которого весьма похожа.

Это позволяет последнему встраиваться в работу по передаче нервных импульсов, вызывая зависимость у курящих.

Воздействие на никотиновые АХР вызывает сокращение скелетных мышц. Если же воздействовать на мускариночувствительные белки, можно добиться усиленной секреции слюнных желез, замедления сердечного ритма и снижения артериального давления.

Впервые никотиновый АХР был выделен в экспериментах с электрическим скатом в 80 годы 20-го века: в теле ската высокая концентрация рецептора. Именно этот подвид АХР стал прототипом как мышечных, так и нейрональных рецепторов. Его используют практически во всех химических лаборатория, занимающихся химией белков. Тогда же, в 80-ые годы, в Оксфордском университете с помощью электронных микроскопов были изучены его размеры и конфигурация с разрешением до 4 Å.

Принцип действия рецепторов

АХР относятся к классу мембранных белковых соединений и имеют возможность встраиваться в клеточные мембраны с образованием ионных каналов, через которые могут проникать ионы, имеющие положительный заряд (натрия, калия, кальция). При открытии канала происходит деполяризация клеточной мембраны, а попадающие в клетку ионы меняют её электрохимический потенциал, в результате чего и передаётся нервный импульс или сокращается мышечное волокно.

Благодаря никотиновым рецепторам люди могут совершать осознанные целенаправленные движения.

Отключить рецептор или нарушить его функцию способны антагонисты, например, нейротоксины из яда змей, пауков, скорпионов, некоторых видов моллюсков. Эти нейротоксины можно использовать для ослабления или усиления действия ионных каналов.

Зависимость от курения

Появление зависимости объясняется сильным сходством никотина, содержащегося в табаке, с ацетилхолином. Алкалоид никотин активизирует выброс:

• дофамина и серотонина, называемых гормонами радости;
• катехоламинов, называемых гормонами стресса;
• глутамина, оказывающего выраженное возбуждающее действие.

В результате курильщик отмечает повышение настроения, мнимый приток энергии, усиление когнитивных функций. Однако эффект этот временный, так как рецепторы вскоре перенасыщаются и перестают реагировать на раздражители, включая вырабатываемый организмом ацетилхолин. Это вызывает апатию и снижение активности, в связи с чем требуется новая порция никотина. Тем самым курильщик попадает в своеобразный замкнутый круг.

Никотиновые рецепторы и диагностика

Аутоиммунная агрессия – основная причина нарушения прохождения нервно-мышечных импульсов и развития симптомов миастении, проявляющейся мышечной слабостью и утомляемостью. Антитела к никотиновым АХР выявляются в больших количествах в сыворотке крови таких больных. Этот факт считается диагностическим признаком заболевания, а мониторинг титров у больного помогает отражать динамику течения болезни и широко используется в клинической практике.

Аутоиммунные заболевания и роль никотиновых АХР

Нарушение уровня содержания рецептора характерно для многих заболеваний. При раке лёгких, например, его количество резко повышено, поэтому для облегчения состояния больного требуется уменьшить его активность. При шизофрении количество никотиновых рецепторов резко уменьшается. Обычно такие больные злоупотребляют курением, пытаясь таким образом компенсировать их недостаток.

Согласно исследованиям учёных Лундского университета, никотиновые рецепторы влияют на интенсивность выработки инсулина. Снижение количества рецепторов снижает и выработку гормона, что увеличивает риск развития диабета второго типа.