G蛋白偶联受体（GPCR）家族的明星成员 β2肾上腺素受体（β2AR）
当人和动物感知到有害事件、攻击或生存威胁时，巨大的压力会使人要么与恐惧的事战斗要么开溜，这种行为称作“战斗或逃跑”反应。科学家们认为这种“战斗或逃跑”反应对于原始人面对野兽攻击和其他类似危险时是非常重要的。进化至今，只要有任何危险产生，相同的反应过程仍然会产生，无论面对的是一只咆哮的狗，还是一项社会性研究。在“战斗或逃跑”反应过程中，身体系统的各个器官在面对危险后作出反应。例如，呼吸系统提供额外的氧气，循环系统运输更多的养料到身体需要的部分；肌肉系统轮流为骨骼提供服务，使人能更快速的作出反应。这一系列反应是由人体释放的肾上腺素引起的。
人经历压力后的两秒钟为所谓的惊慌阶段，这一阶段，人体会释放肾上腺素（Adrenalin）到血液中。肾上腺素给人一股强大的力量，并在体内产生许多其他的变化。 这些变化为采取快速的行动做准备，呼吸加快，运输更多的氧气到细胞，以便为肌肉提供更多的能量； 心跳加快，使肌肉和其他器官的血液流动加速，有更多的血液为肢体所用；双眼瞳孔放大，看得更清楚。而肾上腺素之所以能够调节人体作出以上反应，主要依靠肾上腺素受体的识别和信号传递功能。
Βeta-2肾上腺素受体 (β2 adrenoreceptor)，也称为β2AR，是一种跨细胞膜的G蛋白偶联受体，可结合肾上腺素。肾上腺素是一种激素和神经递质，其信号通过Gs蛋白三聚体介导，刺激腺苷酸环化酶增加cAMP和下游L型钙通道相互作用，引起平滑肌松弛和支气管扩张等生理反应[1]。 Robert J.Lefkowitz和Brian Kobilka以β2AR作为模型系统进行研究，而获得了2012年诺贝尔化学奖，“以表彰其揭示G蛋白偶联受体家族内部工作机制的突破性发现”[2]。
β2AR与其最终效应器之一C类L型钙通道CaV1.2结合。这种受体通道复合物与Gs蛋白偶联，激活腺苷酸环化酶，催化环磷酸腺苷 (cAMP) 的形成，然后激活蛋白激酶A（PKA），并平衡磷酸酶PP2A。 然后PKA继续磷酸化肌球蛋白轻链激酶，导致平滑肌松弛，从而解释β2AR刺激的血管舒张作用。 受体通道复合物的组装提供了一种确保精准和快速信号传递的机制，并由此提出了一种双态生物物理和分子模型来解释该GPCR和其他GPCR的pH和氧化还原敏感性[3]。
β2肾上腺素受体与Gs复合物的晶体结构（PDB：3SN6）
β2肾上腺素受体在人体不同系统中的生理功能
骨骼肌系统
用长效药物（如口服盐酸克伦特罗和静脉输注沙丁胺醇）对β2肾上腺素受体的激活作用会导致骨骼肌肥大和合成代谢 [4][5] 。长效β2激动剂的合成代谢、脂肪分解和增效作用使它们成为运动员提高成绩药物的常见方法[6]。因此，此类药物受到WADA（世界反兴奋剂机构）的监测和禁止。 同时β2肾上腺素能药物作为合成代谢剂的使用也受到禁止，例如瘦肉精就是一种 β2肾上腺素能药物，其在食品生产动物和家畜中的作用在农业生产中非常有吸引力。目前许多国家都禁止在食用牲畜中使用瘦肉精，但这种做法在一些国家仍然存在[7][8]。
循环系统
心肌收缩
增加心输出量。
增加窦房结（SA结）心率 [9]。
增加心房心肌收缩力。
增加心室心肌的收缩力和自律性[9]。
扩张肝动脉。
扩张小动脉至骨骼肌。
眼睛
在正常眼中，沙丁胺醇对β2AR的刺激会增加眼内压。
在青光眼中，引流减少（开角型青光眼）或完全阻塞（闭角型青光眼）。 在这种情况下，β2AR刺激及其随之而来的体液产生增加是高度禁忌的，相反，可以使用局部β2AR拮抗剂，如噻吗洛尔。
消化系统
肝脏中的糖原分解和糖异生[9].
骨骼肌中的糖原分解和乳酸释放[9]。
收缩胃肠道括约肌。
唾液腺分泌物变稠[9]。
胰腺分泌的胰岛素和胰高血糖素[10]。
其他
抑制肥大细胞释放组胺。
增加泪腺分泌物的蛋白质含量。
细支气管扩张（哮喘治疗靶点）
参与大脑-免疫-通讯 [11]
靶向β2 肾上腺素受体的药物和用途
用于哮喘和慢性阻塞性肺病的解痉药
短效激动剂Short-acting β2 agonists (SABA)
bitolterol
fenoterol
hexoprenaline
isoprenaline / isoproterenol
levosalbutamol / levalbuterol
orciprenaline / metaproterenol
pirbuterol
procaterol
salbutamol / albuterol
Terbutaline
长效激动剂Long-acting β2 agonists (LABA)
arformoterol
bambuterol
clenbuterol
formoterol
Salmeterol
超长效激动剂Ultra-long-acting β2 agonists (ultra-LABA)
carmoterol
indacaterol
milveterol (GSK 159797)
olodaterol
vilanterol (GSK 642444)
宫缩抑制剂
短效激动剂Short-acting β2 agonists (SABA)
fenoterol
hexoprenaline
isoxsuprine
ritodrine
salbutamol / albuterol
Terbutaline
1. ohnson M (January 2006). "Molecular mechanisms of beta(2)-adrenergic receptor function, response, and regulation". The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 117 (1): 18–24, quiz 25.
2. "The Nobel Prize in Chemistry 2012". NobelPrize.org.
3. Rubenstein LA, Zauhar RJ, Lanzara RG (Dec 2006). "Molecular dynamics of a biophysical model for beta2-adrenergic and G protein-coupled receptor activation". Journal of Molecular Graphics & Modelling. 25 (4): 396–409.
4. Choo JJ, Horan MA, Little RA, Rothwell NJ (July 1992). "Anabolic effects of clenbuterol on skeletal muscle are mediated by beta 2-adrenoceptor activation". The American Journal of Physiology. 263 (1 Pt 1): E50-6.
5. Kamalakkannan G, Petrilli CM, George I, LaManca J, McLaughlin BT, Shane E, et al. (April 2008). "Clenbuterol increases lean muscle mass but not endurance in patients with chronic heart failure". The Journal of Heart and Lung Transplantation. 27 (4): 457–61.
6. Davis E, Loiacono R, Summers RJ (June 2008). "The rush to adrenaline: drugs in sport acting on the beta-adrenergic system". British Journal of Pharmacology. 154 (3): 584–97.
7. "Clenbuterol" (PDF). Drug and Chemical Evaluation Section. Drug Enforcement Agency.
8. "Food and Drugs - ANIMAL DRUGS, FEEDS, AND RELATED PRODUCTS". U.S. Food and Drug Administration.
9. Fitzpatrick D, Purves D, Augustine G (2004). "Table 20:2". Neuroscience (Third ed.). Sunderland, Mass: Sinauer. ISBN 978-0-87893-725-7.
10. Philipson LH (December 2002). "beta-Agonists and metabolism". The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 110 (6 Suppl): S313-7.
11. Elenkov IJ, Wilder RL, Chrousos GP, Vizi ES (Dec 2000). "The sympathetic nerve--an integrative interface between two supersystems: the brain and the immune system". Pharmacological Reviews. 52 (4): 595–638.
