アセチルコリン受容体

アセチルコリン受容体

アセチルコリン受容体（AChR）は、神経系における重要な要素であり、神経伝達物質であるアセチルコリンが生体内でその役割を果たす際に結合するタンパク質です。これらの受容体は、アセチルコリンによって活性化されることから、「コリン作動性受容体」とも呼ばれます。アセチルコリン受容体は、機能や構造の違いから大きく二つの主要なタイプに分類されます。一つはムスカリン受容体、もう一つはニコチン受容体です。それぞれの名称は、キノコに含まれる毒性物質ムスカリンやタバコに含まれるニコチンが、それぞれの受容体に対して選択的に作用することに由来しています。アセチルコリンはどちらのタイプの受容体にも作用しますが、受容体の種類や存在する組織によって、その効果は大きく異なります。

ムスカリン受容体 (mAchR)

ムスカリン受容体は、Gタンパク質共役型受容体（GPCR）として知られる代謝調節型の受容体です。アセチルコリンが結合すると、細胞内のGタンパク質を介して様々な生化学的な信号伝達経路が活性化され、間接的に細胞の機能が変化します。これらの受容体は、主に副交感神経系の支配を受ける臓器や組織に広く分布しており、副交感神経の神経終末から放出されたアセチルコリンが、心臓、消化管、腺、平滑筋などの効果器に作用する際に重要な役割を果たします。また、中枢神経系にも存在し、学習や記憶といった脳機能にも関与していると考えられています。

ムスカリン受容体はさらに、M1からM5までの五つのサブタイプに細分化されます。それぞれのサブタイプは異なる臓器や細胞に特異的に分布し、多様な生理機能に関与しています。

M1: 脳の皮質や海馬、腺組織、交感神経節、胃の壁細胞などに多く見られます。
M2: 心臓（特に洞房結節、房室結節）、後脳、平滑筋などに分布しています。
M3: 平滑筋（血管、気管支、消化管など）、腺（唾液腺、胃腺など）、脳などに広く存在します。
M4: 脳の主に前脳や線条体に分布しています。
M5: 脳の黒質や眼などに存在が確認されています。

ムスカリン受容体が活性化されると、様々な生理作用が引き起こされます。心臓では心拍数や心臓の伝導速度が低下し、消化器系では消化管の運動や消化液（胃酸、唾液など）の分泌が促進されます。血管平滑筋の弛緩による血圧低下、気管支平滑筋の収縮による気道狭窄、瞳孔の縮小（縮瞳）とそれに伴う眼圧低下、膀胱の収縮による排尿促進なども、ムスカリン受容体の刺激によって起こる作用です。特に膀胱にはM2とM3サブタイプが多く分布しています。

これらのムスカリン受容体の機能を調節する薬剤は、様々な疾患の治療に用いられます。ムスカリン受容体を活性化させる作動薬にはピロカルピン、セビメリン、ベタネコールなどがあり、唾液分泌促進や排尿促進などに使用されます。一方、アセチルコリンの結合を阻害して受容体の働きを抑える拮抗薬（抗コリン薬、ムスカリン受容体ブロッカーとも呼ばれます）にはアトロピン、オキシブチニン、ソリフェナシンなどがあり、散瞳、心拍数増加、消化管運動抑制、膀胱収縮抑制などの効果が得られ、眼科や消化器疾患、泌尿器疾患などの治療に広く利用されています。

ニコチン受容体 (nAchR)

ニコチン受容体は、イオンチャネル型受容体として機能します。アセチルコリンがこの受容体に結合すると、受容体自体が持つイオンチャネルが開口し、ナトリウムイオン（Na⁺）などの特定のイオンが細胞内外を通過できるようになります。これにより、細胞膜の電位が変化し、神経細胞や筋細胞が興奮するという、比較的直接的で速い信号伝達を行います。

ニコチン受容体は末梢神経系において特に重要です。自律神経系では、交感神経と副交感神経の両方の節前線維終末に存在し、神経節における情報伝達（神経節伝達）を担っています。また、運動神経終末にも豊富に存在し、神経から筋肉への信号伝達（神経筋伝達）を介して骨格筋の収縮を引き起こします。副腎髄質における神経終末にもニコチン受容体があり、アドレナリンなどのホルモン分泌を制御しています。中枢神経系にも広く分布しており、シナプス伝達に関与しています。

ニコチン受容体は分布や機能の違いからいくつかのタイプに分類されます。

筋肉型 (NM): 主に神経筋接合部に存在し、骨格筋の収縮に関わります。
末梢神経型 (NN): 自律神経節や副腎髄質に分布し、神経節伝達やホルモン分泌に関与します。
中枢神経型 (CNS): 脳や脊髄のシナプスに存在し、神経伝達や可塑性に関わると考えられています。

ニコチン受容体が刺激されると、主に自律神経系の興奮様作用や骨格筋の収縮が起こります。自律神経系においては、組織を支配する交感神経と副交感神経のどちらが優位かによって、現れる効果が異なります。心臓は副交感神経が優位なため心拍数が低下する傾向がありますが、血管平滑筋は交感神経が優位なため血圧が上昇することが多いです。消化器系では、副交感神経優位によりムスカリン受容体刺激に似た作用が現れることがあります。神経筋接合部のNM受容体が強く刺激されると、筋肉の不随意な収縮である痙攣が生じることがあります。

ニコチン受容体を標的とする薬剤も存在します。ニコチン受容体作動薬には、アセチルコリンの他にカルバコールやニコチンなどがあり、実験的に神経興奮を引き起こすためなどに用いられることがあります。ニコチン受容体の働きを阻害する拮抗薬には、神経筋接合部に作用して筋弛緩をもたらすパンクロニウム、ベクロニウム、ロクロニウム、ツボクラリンなどの筋弛緩薬や、農業分野で使用されるネオニコチノイド系の殺虫剤などがあります。

まとめ

アセチルコリン受容体の二つの主要なタイプ、ムスカリン受容体とニコチン受容体は、それぞれ異なる信号伝達機構を介して、生体内で多様な生理機能の調節に不可欠な役割を担っています。これらの受容体の機能異常は様々な疾患の原因となり得るため、これらの受容体を標的とした薬剤は、循環器系、消化器系、呼吸器系、泌尿器系、神経系など、幅広い領域の疾患治療において重要な位置を占めています。特定の受容体サブタイプに対する選択性の高い薬剤開発は、より効果的で副作用の少ない治療法を提供する上で、現在も活発に進められています。

もう一度検索