- كيف يعمل أستيل كولين؟
- نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة
- إطلاق سراح
- ريسيفرات
- وظائف أستيل كولين
- وظائف المحرك
- وظائف الغدد الصماء العصبية
- وظائف الجهاز السمبتاوي
- الوظائف الحسية
- الوظائف المعرفية
- الأمراض ذات الصلة
- مرض الزهايمر
- الشلل الرعاش
- المراجع
و أستيل كولين هو ناقل عصبي في أنظمة محددة والجسدية العصبي المشبك نظام العقدة الجهاز العصبي اللاإرادي. إنها مادة كيميائية تسمح لعدد كبير من الخلايا العصبية بالعمل ، وفي نفس الوقت تسمح بأداء أنشطة الدماغ المختلفة.
كان الأسيتيل كولين أول ناقل عصبي معزول ومفهم ومتميز بما يقول العديد من العلماء أنه المادة "الأقدم" في الدماغ. تم وصفه دوائيًا بواسطة Henry Hallet Delt في عام 1914 وتم تأكيده لاحقًا بواسطة Otto Loewi باعتباره ناقلًا عصبيًا.
التركيب الجزيئي أستيل
يقع النشاط الرئيسي لأستيل كولين على نظام الكوليني المسؤول عن إنتاج وتوليف أستيل كولين. ومن أهم آثاره ، فهو يسلط الضوء على تقلص العضلات وحركتها وعمليات الجهاز الهضمي والغدد الصم العصبية وتفعيل العمليات المعرفية مثل الانتباه والإثارة.
كيف يعمل أستيل كولين؟
في دماغ الثدييات ، تنتقل المعلومات بين الخلايا العصبية من خلال مادة كيميائية تسمى الناقل العصبي. يتم إطلاق هذه المادة عند المشبك استجابةً لمحفز معين وعندما يتم إطلاقها فإنها تنقل معلومات معينة إلى العصبون التالي.
يعمل الناقل العصبي الذي يتم إفرازه على مواقع مستقبلات متخصصة وانتقائية للغاية ، وبالتالي ، نظرًا لوجود أنواع مختلفة من الناقلات العصبية ، يعمل كل منها في أنظمة معينة.
يمكن للخلايا العصبية الكولينية إنتاج أستيل كولين (ولكن ليس أنواعًا أخرى من النواقل العصبية) ، وبالمثل ، يمكنها إنتاج مستقبلات محددة للأستيل كولين ولكن ليس لأنواع أخرى من الناقلات العصبية.
يتم تبادل المعلومات التي يقوم بها الأسيتيل كولين في خلايا عصبية وأنظمة محددة تسمى الكوليني.
لكي يعمل أستيل كولين ، فإنه يتطلب من عصبون مرسل لإنتاج هذه المادة وخلايا عصبية مستقبلية لإنتاج مستقبلات كولينية قادرة على نقل أستيل كولين عندما يتم إطلاقها من العصبون الأول. في الصورة التالية يمكنك أن ترى كيف يتم إفراز الأسيتيل كولين في الناقلات العصبية العضلية:
نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة
صورة مجهرية للنواة القاعدية لمينرت ، والتي تنتج أستيل كولين في الجهاز العصبي المركزي. المصدر: نفرون
يتم تصنيع الأسيتيل كولين من مادة الكولين ، وهي مادة مغذية أساسية يولدها الجسم. يتراكم الكولين في الخلايا العصبية الكولينية من خلال التفاعل مع Actyl CoA وتحت التأثير الأنزيمي لأسيتيل ترانسفيراز الكولين.
تم العثور على هذه العناصر الثلاثة في مناطق معينة من الدماغ حيث سيتم إنتاج أستيل كولين ، وهذا هو السبب في أن الأسيتيل كولين يصنع ناقلًا عصبيًا ينتمي إلى نظام معين ، نظام الكوليني.
عندما نجد هذه المواد الثلاثة في الخلايا العصبية التي ناقشناها للتو ، فإننا نعلم أنها تتكون من عصبون كوليني وأن هذه الخلايا العصبية ستنتج أستيل كولين من خلال تفاعل الكولين والعناصر الأنزيمية المقابلة.
يحدث تخليق الأسيتيل كولين داخل الخلايا العصبية ، وتحديداً في نواة الخلية. بمجرد تصنيعه ، يترك الأسيتيل كولين نواة الخلية العصبية ويسافر عبر المحور العصبي والتشعبات ، أي أجزاء العصبون المسؤولة عن الاتصال والارتباط مع الخلايا العصبية الأخرى.
إطلاق سراح
جزيئات أستيل كولين. المصدر: تم إنشاؤه باستخدام مجموعة البيانات والبرنامج المجاني Rasmol.
نحن نعلم بالفعل أن وظيفة هذه المادة تتمثل في ربط وتوصيل خلايا عصبية معينة (كوليني) مع خلايا عصبية محددة أخرى (كوليني). لأداء هذه العملية ، يجب تحرير الأسيتيل كولين الموجود داخل الخلايا العصبية للسفر إلى الخلايا العصبية المتلقية.
لكي يتم إطلاق الأسيتيل كولين ، فإنه يتطلب وجود منبه يحفز خروجها من الخلايا العصبية. إذا لم يكن هناك جهد فعل تقوم به خلية عصبية أخرى ، فلن يتمكن الأسيتيل كولين من المغادرة.
لكي يتم إطلاق أستيل كولين ، يجب أن يصل جهد الفعل إلى المحطة العصبية حيث يوجد الناقل العصبي. عندما يحدث هذا ، فإن نفس جهد الفعل يولد جهدًا غشائيًا ، وهي حقيقة تحفز تنشيط قنوات الكالسيوم.
بسبب التدرج الكهروكيميائي ، يتم إنشاء تدفق أيونات الكالسيوم الذي يسمح بفتح حواجز الغشاء ويمكن إطلاق أستيل كولين.
كما نرى ، فإن إطلاق الأسيتيل كولين يستجيب للآليات الكيميائية في الدماغ التي تشارك فيها العديد من المواد والأفعال الجزيئية المختلفة.
ريسيفرات
هيكل مستقبلات النيكوتين. المصدر: Opossum58
بمجرد إطلاقه ، يظل الأسيتيل كولين في المنطقة الحرام ، أي أنه خارج الخلايا العصبية ويقع في الفضاء بين المشبكي. من أجل صنع المشبك ولكي يفي أستيل كولين بمهمته المتمثلة في التواصل مع الخلايا العصبية المتتالية ، يلزم وجود مواد تعرف باسم المستقبلات.
المستقبلات هي مواد كيميائية وظيفتها الرئيسية تحويل الإشارات المنبعثة من الناقل العصبي. تتم هذه العملية بشكل انتقائي ، لذلك لا تستجيب جميع المستقبلات للأسيتيل كولين.
على سبيل المثال ، لن تلتقط مستقبلات ناقل عصبي آخر مثل السيروتونين إشارات الأسيتيل كولين ، لذلك لكي تعمل يجب أن تقترن بسلسلة من المستقبلات المحددة.
بشكل عام ، تسمى المستقبلات التي تستجيب للأسيتيل كولين المستقبلات الكولينية. يمكننا أن نجد 4 أنواع رئيسية من المستقبلات الكولينية: مستقبلات ناهض المسكارين ، مستقبلات ناهض النيكوتين ، مستقبلات مناهضة المسكارينية ومستقبلات مناهضة النيكوتين.
وظائف أستيل كولين
معالجة الأسيتيل كولين عند المشبك. المصدر: سميدليب ، بناء على العمل الأصلي لبانكرات
يحتوي الأسيتيل كولين على العديد من الوظائف على المستوى البدني وعلى المستوى النفسي أو المخ. هذا الناقل العصبي مسؤول عن تنفيذ الأنشطة الأساسية مثل الحركة أو الهضم ، وفي الوقت نفسه ، يشارك في عمليات الدماغ الأكثر تعقيدًا مثل الإدراك أو الذاكرة.
أدناه نراجع الوظائف الرئيسية لهذا الناقل العصبي المهم.
وظائف المحرك
ربما يكون أهم نشاط لأستيل كولين. هذا الناقل العصبي مسؤول عن تقلص العضلات ، والتحكم في إمكانات الراحة لعضلة الأمعاء ، وزيادة إنتاج الطفرات وتعديل ضغط الدم.
يعمل بطريقة معتدلة كعامل موسع للأوعية الدموية ويحتوي على عامل استرخاء معين.
وظائف الغدد الصماء العصبية
دور رئيسي آخر لأسيتيل كولين هو زيادة إفراز فازوبريسين عن طريق تحفيز الفص الخلفي من الغدة النخامية.
Vasopressin هو هرمون ببتيد يتحكم في إعادة امتصاص جزيئات الماء ، لذا فإن إنتاجه ضروري لتطور الغدد الصماء العصبية ووظيفتها.
وبالمثل ، يقلل الأسيتيل كولين من إفراز البرولاكتين في الغدة النخامية الخلفية.
وظائف الجهاز السمبتاوي
يلعب الأسيتيل كولين دورًا مهمًا في تناول الطعام وفي عمل الجهاز الهضمي.
هذا الناقل العصبي مسؤول عن زيادة تدفق الدم في الجهاز الهضمي ، ويزيد من توتر العضلات المعدية المعوية ، ويزيد من إفرازات الغدد الصماء المعوية ، ويقلل من معدل ضربات القلب.
الوظائف الحسية
تعد الخلايا العصبية الكولينية جزءًا من النظام الصاعد العظيم ، لذا فهي تشارك أيضًا في العمليات الحسية. يبدأ هذا النظام في جذع الدماغ ويغذي مناطق كبيرة من القشرة الدماغية حيث يوجد الأسيتيل كولين.
تكمن الوظائف الحسية الرئيسية المرتبطة بهذا الناقل العصبي في الحفاظ على الوعي ، ونقل المعلومات المرئية وإدراك الألم.
الوظائف المعرفية
لقد ثبت أن الأسيتيل كولين يلعب دورًا حاسمًا في تكوين الذكريات ، والقدرة على التركيز ، وتنمية الانتباه والتفكير المنطقي.
يوفر هذا الناقل العصبي فوائد وقائية ويمكن أن يحد من حدوث التدهور المعرفي. في الواقع ، ثبت أن الأسيتيل كولين هو المادة الرئيسية المصابة بمرض الزهايمر.
الأمراض ذات الصلة
مسار الأسيتيل كولين في الجهاز العصبي المركزي. المصدر: BruceBlaus
يشارك الأسيتيل كولين في وظائف الدماغ المختلفة ، لذلك يمكن أن ينعكس نقص هذه المواد في تدهور بعض الأنشطة التي تمت مناقشتها أعلاه.
من الناحية السريرية ، تم ربط الأسيتيل كولين بمرضين رئيسيين ، مرض الزهايمر ومرض باركنسون.
مرض الزهايمر
فيما يتعلق بمرض الزهايمر ، فقد وجد في عام 1976 أنه في مناطق مختلفة من دماغ المرضى المصابين بهذا المرض ، كانت هناك مستويات من إنزيم الكولين أستيل ترانسفيراز تصل إلى 90٪ أقل من المعدل الطبيعي.
يعتبر هذا الإنزيم حيويًا لإنتاج الأسيتيل كولين ، ولهذا السبب تم افتراض أن مرض الزهايمر يمكن أن يكون ناتجًا عن نقص مادة الدماغ هذه.
في الوقت الحالي ، هذا العامل هو الدليل الرئيسي لسبب مرض الزهايمر ويشمل الكثير من الاهتمام العلمي والبحث الذي يتم إجراؤه حول المرض وتطوير العلاجات الممكنة.
الشلل الرعاش
فيما يتعلق بمرض باركنسون ، فإن العلاقة بين سبب المرض والأسيتيل كولين أقل وضوحًا. مرض باركنسون هو مرض يؤثر بشكل أساسي على الحركة ، ولهذا السبب يمكن أن يلعب الأسيتيل كولين دورًا مهمًا في نشأته.
سبب المرض غير معروف اليوم ، وبالإضافة إلى ذلك ، يبدو أن ناقل عصبي آخر مثل الدوبامين يلعب دورًا أكثر أهمية ، وتركز معظم الأدوية الخاصة بهذا المرض على وظيفة هذا الناقل العصبي.
ومع ذلك ، فإن العلاقة الوثيقة بين الدوبامين والأستيل كولين تشير إلى أن الأخير هو أيضًا ناقل عصبي مهم في المرض.
المراجع
- Perry E، Walker M، Grace J، Perry R. Acetylcholine في الاعتبار: ناقل عصبي مرتبط بالوعي؟ TINS 1999 ؛ 22-6 ، 273-80.
- McMahan UJ. هيكل وتنظيم أجرين. في: Koelle GB. ندوة عن المشبك الكوليني. علوم الحياة ، المجلد. 50. نيويورك: مطبعة بيرغامون ؛ 1992 ، ص. 93-4.
- Changeux JP ، Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. مستقبلات الأسيتيل كولين: بروتين "خيفي" يعمل في التواصل داخل الخلايا. العلوم 1984 ؛ 225: 1335-45.
- Duclert A، Chengeux JP. التعبير الجيني لمستقبلات الأسيتيل كولين عند الموصل العصبي العضلي النامي. فيزيول القس 1995 ؛ 75: 339-68.
- Bosboom JL، Stoffers D، Wolters ECh. دور الأسيتيل كولين والدوبامين في الخرف والذهان في مرض باركنسون. J العصبية ترانسم 2003 ؛ 65 (ملحق): 185-95.
- Montgomery، SA and Corn، TH (Eds) Psychopharmacology of Depression Oxford University Press، British Association for Psychopharmacology، Monographs No. 13، 1994.