气道乙酰胆碱释放机制及其受体表达
1 序言
气道胆碱能系统（Cholinergic system）在调节气道平滑肌的张力方面发挥重要作用，且与一系列的生理病理反应有关。

乙酰胆碱（ACh）的合成，在神经和非神经系统可能是不同的。

在神经节的传递和效应器的连接处，ACh是经典的神经递质［1］。

有充分的证据表明，ACh可以从许多非神经细胞合成和释放，在这些细胞上有烟碱型（N）和毒蕈碱型（M）两种胆碱受体［2］，这些细胞可以作为ACh的靶目标。

本文将综述气道胆碱能系统的释放和功能，描述胆碱受体及它们的信号系统。

2 ACh-神经递质和旁分泌介质
2.1 神经性ACh的合成和释放在自主神经节前和副交感神经节后的胆碱能神经末端，通过特定的高亲和力胆碱转运体（ChT1）在细胞外转运吸收胆碱到细胞内，乙酰辅酶A和胆碱（choline）在胆碱乙酰转移酶（ChAT）的作用下合成ACh［3］。

然后通过囊胞ACh转运体(V AChT)，在跨囊胞质子梯度作用下在突触囊胞中聚集［4］。

最后，去极化导致的钙离子内流引起ACh的释放。

释放的ACh可以和靶细胞上的受体结合（结后受体），同时和胆碱能神经末端的自身受体结合（结前的自身受体）。

ACh被胆碱酯酶（AChE）分解，作用中止。

在胆碱能神经附近不论是在结前还是在结后，都有胆碱酯酶的高度表达。

副交感神经节后末端存在释放ACh抑制性和兴奋性的自身受体。

其中有抑制性的M 2毒蕈碱自身受体、α 2肾上腺素受体、前列腺素类EP 3受体、内皮素1受体、μ阿片受体和大麻素受体。

兴奋性的有β 2肾上腺素受体和速激肽NK 2受体。

β 2肾上腺素受体介导的兴奋可能是通过激活腺苷酸环化酶
（AC），另外磷酸二酯酶抑制剂（ADEI）也能够促进气道副交感神经的ACh的释放。

一氧化氮（NO）在气道副交感神经纤维ACh的释放表现出双重作用，小量的直接抑制作用被间接的神经激肽兴奋效果所掩盖［1］。

2.1.1 ACh释放障碍证据表明抑制性毒蕈碱M 2自身受体功能异常导致了ACh的释放增加，使迷走神经介导支气管收缩反射加强，常见于过敏原接触后。

活化的嗜酸性粒细胞释放阳离子蛋白，特别是主要的碱性蛋白（MBP），可以导致毒蕈碱M 2受体功能异常。

哮喘患者的嗜酸性粒细胞阳离子蛋白增加。

M 2受体介导的自身抑制作用障碍引起ACh的释放增加，可以在病毒感染后引起的气道高反应性中见到。

证据表明多种机制可以引起病毒感染后毒蕈碱M 2受体的功能受损:Ⅰ降低激动剂的亲和力。

粘液病毒属中的流感和副流感病毒，表达神经氨酸酶(neuramidinase)作为外壳蛋白，能够诱导受感染的细胞合成神经氨酸酶。

毒蕈碱M 2受体是N末端糖基化的，在神经氨酸酶的作用下被分裂为唾液酸导致了激动剂亲和力的下降。

Ⅱ抑制毒蕈碱M 2自身受体的重新合成。

副流感病毒感染后的原代培养的气道副交感神经元，引起了明显的编码M 2受体的mRNA表达下调，并且与M 2受体介导的自身抑制导致的ACh 释放减少有关。

应用γ-IFN有相同的效果，γ-IFN因子的释放可能和病毒感染引起的M 2受体表达减少有关。

肺泡巨噬细胞作为γ-IFN的重要的来源，可能在病毒感染引起的M 2受体功能异常过程中起到重要作用。

但是也可能是因为高水平的NO，它也可以引起M 2受体功能的抑制［5］。

另外，观察到在培养的气道副交感神经神经元，地塞米松能够引起M 2受体的表达增加，ACh释放减少［6］。

2.2 非神经ACh的合成和释放自从1997年Klapproth等报道以来，大量的证据表明，在肺和气道的很多非神经细胞中发现CHAT、CHT1、Choline和ACh。

Wessler等陆续在非神经细胞包括上皮细胞、内皮细胞、平滑肌细胞和免疫细胞，如淋巴细胞、巨噬细胞、嗜酸性粒细胞和中性粒细胞发现以上成分。

与神经组织ACh储存在特定的囊胞相比，在非神经细胞中没有特定的存储结构，ACh似乎是合成后马上释放。

应用人胎盘作为研究体外非神经ACh释放的模型，已经证明非神经ACh的释放是通过有机阳离子转运体（OCT）家族［2］。

目前知道有三个OCT亚型［7］，
应用siRNA技术证明OCT 1和OCT 3调节胎盘ACh的释放［2］。

另外，在非洲爪蛙研究中有三种OCT亚型表达显示，OCT 1和OCT 2运输ACh，而不被OCT 3转运［8］。

在老鼠和人的气道上皮的刮擦上皮细胞和人的支气管编
码转录物检测到所有的三种OCT亚型［8］。

亚型特异抗体的免疫染色显示在顶膜纤毛细胞有所有的三种OCT亚型的表达。

在刷状细胞和蓝状细胞也检测到
OCT 3表达［8］。

皮质类固醇可以抑制三种亚型的OCT，对OCT 3半数有效浓度（EC50）是290nM，而对OCT 1和OCT 2是22uM和34uM［9］，吸入糖皮质激素治疗哮喘的病人是可以看到这种抑制效应 ［8］。

而且糖皮质激素不仅调节ACh
的转运，而且调节它的合成。

应用地塞米松治疗老鼠一个星期，可以见到气管和肠道表面上皮ACh浓度降低，而且伴随着CHAT活性的下降 ［10］。

糖皮质
激素对非神经胆碱能系统的调节作用对人来说是有重要意义的。

在吸入皮质激素治疗的病人支气管的气道上皮ACh的浓度比没有皮质激素治疗的病人明显降低［10］。

3 烟碱受体
烟碱受体是配体门控性离子通道，它的激活通常可以引起阳离子的正内流，从而引起膜的去极化。

它们有五个同源的或者相同的亚基组成，排列组成一个中央离子通道。

存在有多种的烟碱型受体亚型。

肌肉型烟碱受体，存在于在神经肌肉的接头处，有两个α，一个β，一个γ或者一个ε和一个δ亚基组成。

而神经型烟碱受体仅有两个不同的亚基（α或β）或者有五个α亚基组成。

目前有十个不同的α亚基和四个β亚基已经被确认。

依赖不同的亚基组成，烟碱受体表现不同的激活和失活的性质和不同的药理学特性［11］。

神经型烟碱受体的名称让人产生误解，因为烟碱型受体在不同的非神经细胞（如肺和气道的几乎所有细胞）存在高度表达。