5-HT3 receptor je členem nadrodiny ligandem řízených iontových kanálů, rodiny, která zahrnuje také neuronální nikotinové acetylcholinové receptory (nAChR) a inhibiční neurotransmiterové receptory pro GABA (oba GABAA a GABAC receptory) a glycin. 5-HT3 receptor je nejvíce příbuzný homologií s nikotinovým acetylcholinovým receptorem.
5-HT3 receptor se skládá z 5 podjednotek uspořádaných kolem centrálního iontově vodivého póru, který je propustný pro sodíkové, draselné a vápenaté ionty. Vazba neurotransmiteru 5-hydroxytryptaminu (serotoninu) na 5-HT3 receptor otevře kanál, který následně vede k excitační odpovědi v neuronech. 5-HT3 receptor se výrazně liší strukturou a mechanismem od ostatních podtypů 5-HT receptorů, které jsou všechny spřaženy s G-proteinem.
Stejně jako u jiných ligandem řízených iontových kanálů je receptor 5-HT3 složen z pěti podjednotek pseudosymetricky uspořádaných kolem centrálního iontově vodivého póru. Tyto podjednotky jsou proteiny kódované geny HTR3A, HTR3B, HTR3C, HTR3D a/nebo HTR3E.
Funkční kanály se mohou skládat z pěti identických podjednotek 5-HT3A (homopentameric) nebo směsi 5-HT3A a jedné z dalších čtyř podjednotek 5-HT3B, 5-HT3C, 5-HT3D nebo 5-HT3E (heteropentameric). Zdá se, že pouze podjednotky 5-HT3A tvoří funkční homopentameric kanály. Všechny ostatní podtypy podjednotek se musí heteropentamerizovat s podjednotkami 5-HT3A, aby tvořily funkční kanály.
Receptor 5-HT3 je exprimován v celém centrálním a periferním nervovém systému a zprostředkovává celou řadu fyziologických funkcí. Na buněčné úrovni bylo prokázáno, že postsynaptické receptory 5-HT3 zprostředkovávají rychlý excitační synaptický přenos u potkaních neokortikálních interneuronů a amygdaly a ve zrakové kůře fretek. Receptory 5-HT3 jsou také přítomny na presynaptických nervových zakončeních, kde se předpokládá, že zprostředkovávají nebo modulují uvolňování neurotransmiterů.
Při aktivaci receptoru agonisty za účelem otevření iontového kanálu jsou pozorovány následující účinky:
Identifikace receptoru 5-HT3 se kvůli nedostatku selektivních farmakologických nástrojů uskutečnila až v roce 1986. Nicméně se zjištěním, že receptor 5-HT3 hraje prominentní roli při zvracení vyvolaném chemoterapií a radioterapií a souběžný vývoj selektivních antagonistů receptoru 5-HT3 k potlačení těchto nežádoucích účinků vzbudil intenzivní zájem farmaceutického průmyslu, a proto identifikace receptorů 5-HT3 v buněčných liniích a nativních tkáních rychle následovala.
5-HT receptor (5-HT3 serotoninový receptor (A)) – GABA receptor (GABA A (α1, α2, α3, α4, α5, α6, β1, β2, β3, γ2, γ3, ε), GABA C (ρ1, ρ2)) – Glycinový receptor (α1, α2, β) – Nikotinic acetylcholinový receptor (α1, α2, α3, α4, α5, α7, α9, β1, β2, β3, β4, δ, ε, (α4)2(β2)3, (α7)5, typ Ganglion, typ Muscle)
AMPA (1, 2, 3, 4) – Kainate (1, 2, 3, 5) – NMDA (1, 2A, 2B, 2C, 2D)
Purinergní receptory (P2X (1, 2, 3, 4, 5, 7, L1))