الناقلات العصبية

عمومية

النواقل العصبية عبارة عن نواقل كيميائية داخلية ، تستخدمها خلايا الجهاز العصبي (ما يسمى بالخلايا العصبية) للتواصل مع بعضها البعض أو لتحفيز العضلات أو الخلايا الغدية.

المشابك الكيميائية هي مواقع اتصال وظيفي بين خليتين عصبيتين أو بين خلية عصبية وجنس خلية آخر.

هناك فئات مختلفة من الناقلات العصبية: فئة الأحماض الأمينية ، فئة الأحماض الأمينية ، فئة الببتيدات ، فئة الأمينات "النزرة" ، فئة البيورينات ، فئة الغازات ، إلخ.

تشمل أكثر النواقل العصبية شهرة: الدوبامين والأسيتيل كولين والغلوتامات و GABA والسيروتونين.

ما هي الناقلات العصبية؟

الناقلات العصبية هي مواد كيميائية تستخدمها الخلايا العصبية - خلايا الجهاز العصبي - للتواصل مع بعضها البعض ، للعمل على خلايا العضلات أو لتحفيز استجابة من الخلايا الغدية.

بعبارة أخرى ، الناقلات العصبية عبارة عن رسل كيميائي داخلي ، يتيح التواصل بين الخلايا العصبية (أي بين الخلايا العصبية) والتواصل بين الخلايا العصبية وبقية الجسم.

يستخدم الجهاز العصبي البشري الناقلات العصبية لتنظيم أو توجيه الآليات الحيوية ، مثل ضربات القلب أو التنفس الرئوي أو الهضم.

علاوة على ذلك ، يعتمد النوم الليلي والتركيز والمزاج وما إلى ذلك على الناقلات العصبية.

أجهزة نقل الأعصاب والأدوية الكيميائية

وفقًا لتعريف أكثر تخصصًا ، فإن الناقلات العصبية هي ناقلات المعلومات على طول نظام ما يسمى بالمشابك الكيميائية.

في علم الأعصاب ، يشير مصطلح المشبك (أو الوصلة المشبكية) إلى مواقع الاتصال الوظيفي بين خليتين عصبيتين أو بين خلية عصبية وجنس خلية آخر (على سبيل المثال ، خلية عضلية أو خلية غدية).

تتمثل وظيفة المشبك في نقل المعلومات بين الخلايا المعنية ، لإنتاج استجابة معينة (على سبيل المثال ، تقلص العضلات).

يتكون الجهاز العصبي البشري من نوعين من نقاط الاشتباك العصبي:

• المشابك الكهربائية ، حيث يعتمد اتصال المعلومات على تدفق التيارات الكهربائية عبر الخليتين المعنيتين ، هـ
• المشابك الكيميائية المذكورة أعلاه ، والتي يعتمد فيها توصيل المعلومات على تدفق الناقلات العصبية عبر الخليتين المصابتين.

يتكون المشبك الكيميائي الكلاسيكي من ثلاثة مكونات أساسية ، مرتبة في سلسلة:

• المحطة الطرفية ما قبل المشبكي للخلايا العصبية التي تأتي منها المعلومات العصبية. ويطلق على العصبون المعني أيضًا اسم عصبون ما قبل المشبكي.
• الفضاء المشبكي ، أي مساحة الفصل بين خليتي المشبك. وهي تتواجد خارج أغشية الخلايا وتبلغ "مساحة امتدادها حوالي 20-40 نانومتر ؛
• غشاء ما بعد التشابك للخلايا العصبية أو الخلية العضلية أو الخلية الغدية التي يجب أن تصل إليها المعلومات العصبية. سواء كانت خلية عصبية أو خلية عضلية أو خلية غدية ، فإن وحدة الخلية التي ينتمي إليها الغشاء ما بعد المشبكي تسمى عنصر ما بعد المشبكي.

يُعرف أيضًا المشبك الكيميائي الذي يربط الخلايا العصبية بخلية عضلية باسم الموصل العصبي العضلي أو اللوح النهائي.

اكتشاف الناقلات العصبية

الشكل: المشبك الكيميائي

حتى أوائل القرن العشرين ، اعتقد العلماء أن الاتصال بين الخلايا العصبية وبين الخلايا العصبية والخلايا الأخرى يحدث حصريًا من خلال المشابك الكهربائية.

نشأت فكرة أنه قد يكون هناك طريقة اتصال أخرى عندما اكتشف بعض الباحثين ما يسمى بالفضاء المشبكي.

افترض عالم الصيدلة الألماني أوتو لوي أن الفضاء المشبكي يمكن أن تستخدمه الخلايا العصبية لإطلاق رسل كيميائي هناك. كان ذلك عام 1921.

من خلال تجاربه على التنظيم العصبي لنشاط القلب ، أصبح لوي بطل الرواية لاكتشاف أول ناقل عصبي معروف: أستيل كولين.

موقع

في الخلايا العصبية قبل المشبكي ، تتواجد النواقل العصبية داخل حويصلات صغيرة داخل الخلايا.

هذه الحويصلات بين الخلايا قابلة للمقارنة مع الحويصلات ، المحددة بطبقة ثنائية من الفوسفوليبيد تشبه ، من عدة نواحٍ ، طبقة الفوسفوليبيد ثنائية الغشاء البلازمي لخلية حقيقية النواة صحية عامة.

طالما بقيت داخل الحويصلات داخل الخلايا ، فإن الناقلات العصبية ، إذا جاز التعبير ، خاملة ولا تنتج أي استجابة.

آلية العمل

فرضية: لفهم آلية عمل الناقلات العصبية ، من الجيد أن نأخذ في الاعتبار المشابك الكيميائية وتكوينها ، الموصوفة سابقًا.

تظل الناقلات العصبية محصورة داخل الحويصلات داخل الخلايا ، حتى تصل إشارة من أصل عصبي قادرة على تحفيز إطلاق الحويصلات من الخلايا العصبية الحاوية.

يحدث إطلاق الحويصلات بالقرب من الطرف ما قبل المشبكي للخلايا العصبية الحاوية وينطوي على إطلاق نواقل عصبية في الفضاء المشبكي.

في الفضاء المشبكي ، تكون النواقل العصبية حرة في التفاعل مع غشاء ما بعد التشابك للخلية العصبية أو العضلة أو الغدية ، الموجودة في المنطقة المجاورة مباشرة وتشكل جزءًا من المشبك الكيميائي.

التفاعل بين الناقلات العصبية والغشاء ما بعد المشبكي ممكن بفضل وجود بروتينات معينة تسمى مستقبلات الغشاء بشكل صحيح.

يؤدي الاتصال بين الناقلات العصبية ومستقبلات الغشاء إلى تحويل الإشارة العصبية الأولية (تلك التي حفزت إطلاق الحويصلات داخل الخلايا) إلى استجابة خلوية محددة للغاية. على سبيل المثال ، قد تتكون الاستجابة الخلوية الناتجة عن التفاعل بين الناقلات العصبية والغشاء اللاحق للتشابك لخلية عضلية في تقلص الأنسجة العضلية التي تنتمي إليها الخلية المذكورة أعلاه.

في ختام هذه الصورة التخطيطية لكيفية عمل النواقل العصبية ، من المهم الإبلاغ عن الجانب الأخير التالي: الاستجابة الخلوية المحددة المذكورة أعلاه "تعتمد بالفعل على نوع الناقل العصبي ونوع المستقبلات الموجودة على الغشاء ما بعد المشبكي.

ما هي احتمالية العمل؟

في علم الأحياء العصبية ، تسمى الإشارة العصبية التي تحفز إطلاق الحويصلات داخل الخلايا جهد الفعل.

بحكم التعريف ، فإن جهد الفعل هو الظاهرة التي تحدث في الخلايا العصبية العامة والتي تنطوي على تغيير سريع في الشحنة الكهربائية بين داخل وخارج غشاء الخلية للخلايا العصبية المعنية.

في ضوء ذلك ، لا ينبغي أن يكون مفاجئًا عند التحدث عن الإشارات العصبية ، يقارنها الخبراء بالنبضات الكهربائية: الإشارة العصبية هي حدث من النوع الكهربائي من جميع النواحي.

خصائص الاستجابة الخلوية

وفقًا للغة علماء البيولوجيا العصبية ، يمكن أن تكون الاستجابة الخلوية التي تحدثها النواقل العصبية ، على مستوى الغشاء التالي للتشابك ، إما مثيرة أو مثبطة.

الاستجابة المثيرة هي رد فعل مصمم لتعزيز تكوين نبضة عصبية في عنصر ما بعد التشابك العصبي.

من ناحية أخرى ، فإن الاستجابة المثبطة هي تفاعل مصمم لمنع تكوين نبضة عصبية في عنصر ما بعد التشابك العصبي.

تصنيف

هناك العديد من الناقلات العصبية البشرية المعروفة ولا بد أن تنمو قائمتهم لأن علماء البيولوجيا العصبية يكتشفون بانتظام أخرى جديدة.

جعل العدد الكبير من الناقلات العصبية المعروفة من الضروري تصنيف هذه الجزيئات الكيميائية ، من أجل تبسيط التشاور معها.

هناك معايير تصنيف مختلفة ؛ الأكثر شيوعًا هو ما يميز النواقل العصبية على أساس فئة الجزيئات التي تنتمي إليها.

الفئات الرئيسية للجزيئات التي تنتمي إليها الناقلات العصبية البشرية هي:

• فئة الأحماض الأمينية أو مشتقات الأحماض الأمينية. تشمل هذه الفئة: الغلوتامات (أو حمض الجلوتاميك) ، الأسبارتات (أو حمض الأسبارتيك) ، حمض جاما أمينوبوتيريك (المعروف باسم GABA) والجليسين.
• فئة الببتيدات. تشمل هذه الفئة: السوماتوستاتين ، المواد الأفيونية ، المادة P ، بعض السكرياتين (سيكريتين ، جلوكاجون ، إلخ) ، بعض تاكيكينين (نيوروكينين أ ، نيوروكينين ب ، إلخ) ، بعض الجاسترين ، جالانين ، نيوروتنسين وما يسمى بالنصوص التي ينظمها الكوكايين والأمفيتامين.
• فئة الأمينات الأحادية. تشمل هذه الفئة: الدوبامين ، والنورادرينالين ، والإبينفرين ، والهستامين ، والسيروتونين ، والميلاتونين.
• فئة ما يسمى ب "تتبع الأمينات". تشمل هذه الفئة: تيرامين ، ثلاثي يودوثيرونامين ، 2-فينيل إيثيل أمين (أو 2-فينيل إيثيل أمين) ، أوكتوبامين وتريبتامين (أو تريبتامين).
• فئة البيورينات. تشمل هذه الفئة: الأدينوزين ثلاثي الفوسفات والأدينوزين.
• فئة الغاز. تشمل هذه الفئة: أكسيد النيتريك (NO) وأول أكسيد الكربون (CO) وكبريتيد الهيدروجين (H2S).
• آخر. كل تلك النواقل العصبية التي لا يمكن تضمينها في أي من الفئات السابقة ، مثل الأسيتيل كولين أو أنانداميد المذكورة أعلاه ، تندرج تحت عنوان "أخرى".

أفضل الأمثلة المعروفة

بعض النواقل العصبية هي بالتأكيد أكثر شهرة من غيرها ، وذلك لأنها معروفة ودراستها لفترة أطول ، ولأنها تؤدي وظائف ذات أهمية بيولوجية كبيرة.

من بين أشهر الناقلات العصبية تستحق الذكر:

• الجلوتامات.إنه الناقل العصبي الرئيسي المثير للجهاز العصبي المركزي: وفقًا لما يقوله علماء البيولوجيا العصبية ، فإن أكثر من 90 ٪ مما يسمى المشابك المثيرة تستخدمه.

  إلى جانب وظيفته المثيرة ، يشارك الغلوتامات أيضًا في عمليات التعلم (التعلم الذي يُفهم على أنه عملية تخزين البيانات في الدماغ) والذاكرة.
  وفقًا لبعض الدراسات العلمية ، قد يكون متورطًا في أمراض مثل: مرض الزهايمر ومرض هنتنغتون والتصلب الجانبي الضموري (المعروف باسم ALS) ومرض باركنسون.

• جابا. إنها الناقلات العصبية المثبطة الرئيسية للجهاز العصبي المركزي: وفقًا لأحدث الدراسات البيولوجية ، فإن حوالي 90 ٪ مما يسمى المشابك المثبطة ستستفيد منها.
  نظرًا لخصائصه المثبطة ، يعد GABA أحد الأهداف الرئيسية للأدوية المهدئة والمهدئة.
• الأسيتيل كولين: وهو ناقل عصبي له وظيفة إثارة على العضلات: في الوصلات العصبية العضلية ، في الواقع ، يؤدي وجوده إلى تحريك الآليات التي تقلص خلايا الأنسجة العضلية المعنية.
  إلى جانب التأثير على المستوى العضلي ، يؤثر الأسيتيل كولين أيضًا على عمل الأعضاء التي يتحكم فيها ما يسمى بالجهاز العصبي اللاإرادي ، ويمكن أن يكون تأثيره على الجهاز العصبي اللاإرادي مثيرًا ومثبطًا.
• الدوبامين. ينتمي إلى عائلة الكاتيكولامين ، وهو ناقل عصبي يؤدي وظائف عديدة ، سواء على مستوى الجهاز العصبي المركزي أو على مستوى الجهاز العصبي المحيطي.
  على مستوى الجهاز العصبي المركزي ، يشارك الدوبامين في: التحكم في الحركة ، وإفراز هرمون البرولاكتين ، والتحكم في المهارات الحركية ، وآليات المكافأة والمتعة ، والتحكم في مهارات الانتباه ، وآلية النوم ، والتحكم في السلوك. ، والتحكم في وظائف معرفية معينة ، والتحكم في الحالة المزاجية ، وأخيرًا الآليات التي يقوم عليها التعلم.
  من ناحية أخرى ، يعمل الجهاز العصبي المحيطي على أنه: موسع للأوعية ، ومحفز لإفراز الصوديوم ، وهو عامل يدعم حركية الأمعاء ، وهو عامل يقلل من نشاط الخلايا الليمفاوية ، وأخيرًا عامل يقلل من إفراز الأنسولين.
• السيروتونين. وهو ناقل عصبي موجود بشكل رئيسي في الأمعاء ، وعلى الرغم من أنه بدرجة أقل من خلايا الأمعاء ، في الخلايا العصبية للجهاز العصبي المركزي.
  من التأثيرات المثبطة ، يبدو أن السيروتونين ينظم الشهية والنوم والذاكرة وعمليات التعلم ودرجة حرارة الجسم والمزاج وبعض جوانب السلوك وتقلص العضلات وبعض وظائف نظام القلب والأوعية الدموية وبعض وظائف نظام الغدد الصماء.
  من وجهة نظر مرضية ، يبدو أن لها دورًا في تطور الاكتئاب والأمراض ذات الصلة. وهذا ما يفسر وجود ما يسمى بمثبطات امتصاص السيروتونين الانتقائية في السوق ، والأدوية المضادة للاكتئاب المستخدمة في علاج أشكال الاكتئاب الأكثر أو أقل حدة.
• الهيستامين: هو ناقل عصبي له مقعد منتشر في الجهاز العصبي المركزي ، على وجه التحديد على مستوى منطقة ما تحت المهاد والخلايا البدينة الموجودة في الدماغ والحبل الشوكي.
• النوربينفرين والادرينالين: يتركز النوربينفرين قبل كل شيء في الجهاز العصبي المركزي وله مهمة تعبئة الدماغ والجسم للعمل (لذلك له تأثير مثير). على سبيل المثال ، في الدماغ ، يعزز الاستيقاظ واليقظة والتركيز وعمليات الذاكرة ؛ في بقية الجسم ، يزيد معدل ضربات القلب وضغط الدم ، ويحفز إطلاق الجلوكوز من نقاط التخزين ، ويزيد من تدفق الدم إلى عضلات الهيكل العظمي ، يقلل من تدفق الدم إلى الجهاز الهضمي ويعزز إفراغ المثانة والأمعاء.
  يوجد الإبينفرين إلى حد كبير في خلايا الغدد الكظرية وبكميات صغيرة في الجهاز العصبي المركزي.
  هذا الناقل العصبي له تأثيرات مثيرة ويشارك في عمليات مثل: زيادة الدم إلى عضلات الهيكل العظمي ، وزيادة معدل ضربات القلب واتساع حدقة العين.
  كل من norepinephrine و epinephrine هي نواقل عصبية مشتقة من التيروزين.