عمومية
الناقلات العصبية هي رسل كيميائي ذاتي المنشأ ، تستخدم خلايا الجهاز العصبي (ما يسمى بالخلايا العصبية) للتواصل مع بعضها البعض أو لتحفيز خلايا من النوع العضلي أو الغدي.
المشابك الكيميائية هي مواقع اتصال وظيفي بين اثنين من العصبونات أو بين عصبون ونوع آخر من الخلايا.
هناك فئات مختلفة من الناقلات العصبية: فئة الأحماض الأمينية ، وطبقة أحادي الأمين ، وطبقة الببتيد ، وطبقة الأمينية "النزرة" ، وطبقة البيورين ، وطبقة الغاز وما إلى ذلك.
ومن بين الناقلات العصبية الأكثر شهرة ، تشمل: الدوبامين ، الأستيل كولين ، الغلوتامات ، غابا والسيروتونين.
ما هي الناقلات العصبية؟
الناقلات العصبية هي مواد كيميائية تستخدمها الخلايا العصبية - أي خلايا الجهاز العصبي - للتواصل مع بعضها البعض ، للعمل على خلايا العضلات أو لتحفيز الاستجابة من الخلايا الغدية.
بعبارة أخرى ، الناقلات العصبية هي رسل كيميائية داخلية ، تسمح بالاتصال العصبوني الداخلي (أي بين العصبونات) والتواصل بين العصبونات وبقية الجسم.
يستخدم الجهاز العصبي البشري الناقلات العصبية لتنظيم أو توجيه الآليات الحيوية ، مثل ضربات القلب ، تنفس الرئة أو الهضم.
وعلاوة على ذلك ، يعتمد النوم الليلي والتركيز والمزاج ، وما إلى ذلك على الناقلات العصبية.
المقاومات العصبية والكيميائية
وفقا لتعريف أكثر تخصصا ، فإن الناقلات العصبية هي ناقلة للمعلومات على طول نظام ما يسمى المشابك الكيميائية .
في علم الأعصاب ، يشير مصطلح synapse (أو الوصلة المشبكية) إلى مواقع التلامس الوظيفي بين عصبين أو بين عصبون ونوع آخر من الخلايا (على سبيل المثال خلية عضلية أو خلية غدية).
تتمثل وظيفة المشبك في نقل المعلومات بين الخلايا المعنية ، لإنتاج استجابة محددة (على سبيل المثال ، تقلص العضلة).
يشتمل الجهاز العصبي البشري على نوعين من نقاط الاشتباك العصبي:
- المشابك الكهربائية ، التي يعتمد فيها اتصال المعلومات على تدفق التيارات الكهربائية من خلال الخانتين المعنيتين ، هـ
- المشابك الكيميائية المذكورة آنفا ، والتي يعتمد فيها على اتصال المعلومات على تدفق الناقلات العصبية من خلال الخانتين المتضررين.
يتكون المشبك الكيميائي الكلاسيكي من ثلاثة مكونات أساسية ، يتم وضعه في سلسلة:
- محطة ما قبل synaptic من الخلايا العصبية التي تأتي من المعلومات العصبية. ويطلق على العصبون المذكور اسم عصبون ما قبل التشابك .
- الفضاء المشبكي ، وهذا هو الفضاء للفصل بين الخاليتين التي هي أبطال المشبك. أنها تقع خارج أغشية الخلايا ولديها مساحة تمتد من حوالي 20-40 نانومتر.
- الغشاء ما بعد المشبكي من الخلايا العصبية ، وخلية العضلات أو الخلية الغدية التي يجب أن تصل إلى المعلومات العصبية. سواء كان ذلك عبارة عن عصبون أو خلية عضلية أو خلية غدية ، فإن وحدة الخلية التي ينتمي إليها الغشاء ما بعد التشابكي تأخذ اسم عنصر ما بعد التشابك .
والمشابك الكيميائي الذي ينضم إلى عصبون إلى خلية عضلية يُعرف أيضًا باسم الوصل العصبي العضلي أو لوحة المحرك .
اكتشاف أمراض عصبية
الرقم: المشبك الكيميائي
حتى أوائل القرن العشرين ، اعتقد العلماء أن التواصل بين العصبونات وبين الخلايا العصبية والخلايا الأخرى يحدث بشكل حصري من خلال المشابك الكهربائية.
ظهرت فكرة أن هناك طريقة أخرى للتواصل عندما اكتشف بعض الباحثين ما يسمى الفضاء المشبكي.
افترض عالم الصيدلة الألماني أوتو لووي أن الفضاء المشبكي يمكن أن يخدم الخلايا العصبية لإطلاق الرسل الكيميائي. كان عام 1921.
من خلال تجاربه على التنظيم العصبي للنشاط القلبي ، أصبح لويي بطل الرواية لاكتشاف أول ناقل عصبي معروف: الأستيل كولين .
مقعد
في الخلايا العصبية قبل متشابك ، تقع الناقلات العصبية داخل الحويصلات داخل الخلايا الصغيرة.
هذه الحويصلات بين الخلايا قابلة للمقارنة مع الحويصلات ، تحدها طبقة مزدوجة من الفسفوليبيدات المشابهة ، من عدة جوانب ، إلى الطبقة المزدوجة الفوسفورية من غشاء البلازما لخلية حقيقية حقيقية النواة.
وطالما بقيت داخل الحويصلات داخل الخلايا ، فإن النواقل العصبية يمكن أن تكون خاملة ولا تنتج أي استجابة.
آلية العمل
تمهيد: لفهم آلية عمل الناقلات العصبية ، من الجيد أن نضع في اعتبارنا المشابك الكيميائية وتكوينها ، الموصوف أعلاه.
تبقى النواقل العصبية محصورة داخل الحويصلات داخل الخلايا ، حتى تصل إشارة من الأصل العصبي قادرة على تحفيز إطلاق الحويصلات نفسها من الخلايا العصبية للحاويات.
يحدث إطلاق الحويصلات بالقرب من محطة ما قبل متشابك من الخلايا العصبية للحاويات وينطوي على إطلاق الناقلات العصبية في الفضاء متشابك.
في الفضاء المشبكي ، تكون الناقلات العصبية حرة في التفاعل مع الغشاء ما بعد المشبكي للخلية العصبية ، العضلية أو الغدية ، الموضوعة في المنطقة المجاورة مباشرة وتشكل جزءًا من المشبك الكيميائي.
إن التفاعل بين النواقل العصبية والغشاء ما بعد المشبكي ممكن بفضل وجود بروتينات معينة ، على الأخير ، تسمى المستقبلات الغشائية بشكل صحيح.
يغير الاتصال بين النواقل العصبية ومستقبلات الغشاء الإشارة العصبية الأولية (التي حفزت إطلاق الحويصلات داخل الخلايا) في استجابة خلوية محددة. على سبيل المثال ، قد تتكون الاستجابة الخلوية الناتجة عن التفاعل بين الناقلات العصبية والغشاء ما بعد المشبكي لخلية العضلات في انقباض النسيج العضلي الذي تنتمي إليه الخلية المذكورة.
في نهاية هذه الصورة التخطيطية للكيفية التي تعمل بها الناقلات العصبية ، من المهم الإبلاغ عن الجانب الأخير التالي: الاستجابة الخلوية النوعية التي تحدثنا عنها سابقاً تعتمد على نوع الناقل العصبي وعلى نوع المستقبلات الموجودة على الغشاء ما بعد المشبكي.
ما هو احتمال العمل؟
في علم الأعصاب ، تسمى الإشارة العصبية التي تحفز إطلاق الحويصلات داخل الخلايا بإمكانية العمل .
وبحسب التعريف ، فإن إمكانات الفعل هي تلك الظاهرة التي تحدث في الخلايا العصبية العامة والتي توفر تغييرًا سريعًا للشحنة الكهربائية بين داخل وخارج الغشاء الخلوي للخلية العصبية المعنية.
في ضوء ذلك ، لا ينبغي أن يكون من المفاجئ ، عندما يتحدث الخبراء عن الإشارات العصبية ، أن يقارنوها بالنبضات الكهربائية: فالإشارة العصبية هي حدث كهربائي من جميع النواحي.
خصائص الاستجابة الخلوية
وفقا لغة علماء البيولوجيا العصبية ، فإن الاستجابة الخلوية الناجمة عن النواقل العصبية ، على مستوى الغشاء ما بعد المشبكي ، يمكن أن تكون مثيرة أو مثبطة .
الاستجابة الاستباقية هي رد فعل يهدف إلى تعزيز خلق نبض عصبي في عنصر ما بعد التشابك.
من ناحية أخرى ، فإن الاستجابة المثبطة هي رد فعل يهدف إلى تثبيط خلق نبضة عصبية في عنصر ما بعد التشابك.
تصنيف
إن النواقل العصبية البشرية المعروفة كثيرة جدا وقائمةها مقدر لها أن تطول ، حيث يكتشف علماء البيولوجيا العصبية الجديدة منها بانتظام.
وقد جعل العدد الكبير من الناقلات العصبية المعترف بها من الضروري تصنيف هذه الجزيئات الكيميائية ، مما يسهل التشاور معها.
هناك معايير تصنيف مختلفة. والأكثر شيوعًا هو الذي يميز الناقلات العصبية وفقًا لفئة الجزيئات التي تنتمي إليها .
الفئات الرئيسية من الجزيئات التي تنتمي إليها الناقلات العصبية البشرية هي:
- فئة الأحماض الأمينية أو مشتقات الأحماض الأمينية . يشمل هذا الصنف: الغلوتامات (أو حمض الغلوتاميك) ، الأسبارتات (أو حمض الأسبارتيك) ، حمض جاما-أمينوبتيريك (المعروف باسم GABA) والجليسين.
- فئة الببتيدات . تشمل هذه الفئة: السوماتوستاتين ، المواد الأفيونية ، المادة P ، بعض الإفرازات (secretin ، الجلوكاجون ، الخ) ، بعض tachykinins (neurokinin A ، neurokinin B الخ) ، بعض الجاسترين ، الجالانين ، neurotensin وما يسمى بالنصوص المخططة للكوكايين و المنشطات.
- فئة أحادي الأمين . تقع في هذه الفئة: الدوبامين ، والنورادرينالين ، وإبينافرين ، وهستامين ، وسيروتونين ، وميلاتونين.
- فئة ما يسمى ب " آثار أمين ". وتشمل هذه: tyramine ، tri-iodothyronine ، 2-phenylethylamine (أو 2-phenylethylamine) ، octopamine و tryptamine (أو triptamine).
- فئة البيورين . يقعون في هذه الفئة: الأدينوزين ثلاثي الفوسفات والأدينوزين.
- فئة الغازات . تشمل هذه الفئة: أكسيد النيتريك (NO) ، وأول أكسيد الكربون (CO) وكبريتيد الهيدروجين (H2S).
- أخرى . جميع هذه الناقلات العصبية التي لا يمكن تضمينها في أي من الصفوف السابقة ، مثل الأسيتيل كولين أو الأنداميد المذكور أعلاه ، تقع في مدخل "الآخر".
أكثر الأمثلة المعروفة
ومن المؤكد أن بعض الناقلات العصبية هي أكثر شهرة من غيرها ، لأنهما كانا معروفين ودائما لفترة طويلة ، ولأنهما يؤديان وظائف ذات أهمية بيولوجية كبيرة.
من بين الناقلات العصبية الأكثر شهرة تستحق الاقتباس:
- الغلوتامات . هو الناقل العصبي الاستثنائي الرئيسي للنظام العصبي المركزي: وفقا لعلماء البيولوجيا العصبية ، فإن أكثر من 90٪ من ما يسمى المشابك الاستثارية ستستخدمه.إلى جانب وظيفته المثيرة ، يشترك الغلوتامات أيضًا في عمليات التعلم (التعلم كعملية تخزين البيانات في الدماغ) والذاكرة.
وفقا لبعض الدراسات العلمية ، سيكون متورطا في أمراض مثل مرض الزهايمر ، ومرض هنتنغتون ، والتصلب الجانبي الضموري (المعروف باسم ALS) وباركنسون.
- جابا . هو الناقل العصبي الرئيسي المثبط للجهاز العصبي المركزي: وفقا لأحدث دراسات علم الأحياء ، فإن حوالي 90٪ من نقاط الاشتباك العصبي المزعومة تستخدمه.
بسبب خصائصه المثبطة ، يعد GABA أحد الأهداف الرئيسية للعقاقير المهدئة والمهدئة.
- أستيل كولين . هو ناقل عصبي مع وظيفة مثيرة على العضلات: في التقاطعات العصبية والعضلية ، في الواقع ، وجودها في الحركة تلك الآليات التي تقلص خلايا الأنسجة العضلية المتضمنة.
بالإضافة إلى العمل على العضلات ، يؤثر الأستيل كولين أيضا على عمل الأجهزة التي يسيطر عليها ما يسمى بالجهاز العصبي اللاإرادي. يمكن أن يكون تأثيره على مستوى الجهاز العصبي المستقل مثيرًا ومثبطًا.
- الدوبامين . ينتمي إلى عائلة الكاتيكولامينات ، وهو ناقل عصبي يقوم بالعديد من الوظائف ، سواء على مستوى الجهاز العصبي المركزي أو على مستوى الجهاز العصبي المحيطي.
على مستوى الجهاز العصبي المركزي ، يشارك الدوبامين في: السيطرة على الحركة ، إفراز هرمون البرولاكتين ، التحكم في المهارات الحركية ، آليات المكافأة والمتعة ، التحكم في مهارات الانتباه ، آلية النوم ، السيطرة السلوكية ، والتحكم في بعض الوظائف المعرفية ، والتحكم في المزاج ، وأخيرا ، الآليات الكامنة وراء التعلم.
على مستوى الجهاز العصبي المحيطي ، من ناحية أخرى ، يعمل على النحو التالي: vasodilator ، منشط لإفراز الصوديوم ، وهو عامل مفضل للحركة المعوية ، وهو عامل يقلل من نشاط الخلايا الليمفاوية ، وأخيرا ، عامل يقلل إفراز الأنسولين.
- سيروتونين . وهو ناقل عصبي موجود بشكل رئيسي على مستوى الأمعاء ، وإن كان بدرجة أقل مقارنة بخلايا الأمعاء ، في عصبونات الجهاز 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 النظر المرضية ، يبدو أنها تلعب دورا في تطور الاكتئاب والأمراض ذات الصلة. هذا ما يفسر وجود ما يسمى مثبطات امتصاص السيروتونين الانتقائية في السوق ، ومضادات الاكتئاب المستخدمة لعلاج أشكال اكتئابي أكثر أو أقل حدة.
- الهيستامين . وهو عبارة عن ناقل عصبي يقع في الغالب في الجهاز العصبي المركزي ، وتحديدًا على مستوى المهاد والخلايا البدينة الموجودة في الدماغ وفي النخاع الشوكي.
- نورايبينفرين وإبينافرين . يركز النوربينيفرين بشكل رئيسي على مستوى الجهاز العصبي المركزي ولديه مهمة تحريك الدماغ والجسم للعمل (لذلك له تأثير مثير). على سبيل المثال ، على مستوى الدماغ ، فإنه يفضل الإثارة واليقظة والتركيز والذاكرة العمليات ؛ في بقية الجسم ، فإنه يزيد من معدل ضربات القلب وضغط الدم ، ويحفز على الافراج عن الجلوكوز من نقاط التخزين ، ويزيد من تدفق الدم إلى العضلات والهيكل العظمي ، ويقلل من تدفق الدم إلى الجهاز الهضمي ويشجع إفراغ المثانة والأمعاء.
يوجد الإبينفرين ، إلى حد كبير ، في خلايا الغدد الكظرية ، وبكميات قليلة ، على مستوى الجهاز العصبي المركزي.
هذا الناقل العصبي له تأثيرات استثنائية ويشارك في عمليات مثل: زيادة الدم في العضلات والهيكل العظمي وزيادة معدل ضربات القلب واتساع حدقة العين.
كل من الادرينالين و الادرينالين هما الناقلات العصبية المستمدة من التيروزين.
