الأسيتيل كولين والنقل العصبي الكوليني في الجهاز العصبي المركزي

الأسيتيل كولين هو ناقل عصبي يعمل في الجهاز العصبي المركزي إلى حد كبير كمنظم عصبي يشكل الانتباه واليقظة والتعلم والذاكرة. يتم إطلاقه من الخلايا العصبية في الدماغ الأمامي القاعدي وجذع الدماغ، ويُرسل الإشارات عبر مستقبلات النيكوتين السريعة ومستقبلات المسكارين الأبطأ، ويحظى الجهاز الكوليني باهتمام خاص لأن تدهوره يظهر بشكل بارز في اضطرابات الإدراك.

Definition

النقل العصبي الكوليني المركزي هو إرسال الإشارات بواسطة الأسيتيل كولين في الدماغ، حيث يتم تخليقه بواسطة إنزيم كولين أسيتيل ترانسفيراز، ويعمل على مستقبلات النيكوتين (قناة أيونية مبوبة بالربيطة) ومستقبلات المسكارين (المقترنة بالبروتين G) إلى حد كبير في وضع التنظيم العصبي، ويتم تعطيله بسرعة بواسطة إنزيم أسيتيل كولين إستراز.

Scope

يغطي الموضوع تخليق الأسيتيل كولين وتكسيره، ومستقبلاته النيكوتينية (الأيونية) والمسكارين (المستقبلات الأيضية)، وتنظيم الإسقاطات الكولينية المركزية كنظام تعديلي. ويتناول النقل العصبي الكوليني المركزي كمعرفة مرجعية في علم الأدوية العصبية والنفسية، دون تقديم إرشادات تشخيصية أو علاجية.

Core questions

• كيف يتم تخليق الأسيتيل كولين وتعطيله في الجهاز العصبي المركزي؟
• كيف تختلف مستقبلات النيكوتين والمسكارين؟
• ما هي الأدوار التي يلعبها الإرسال الكوليني المركزي في الإدراك واليقظة؟
• لماذا يعتبر الجهاز الكوليني ذا صلة باضطرابات الذاكرة؟

Key concepts

• الأسيتيل كولين
• كولين أسيتيل ترانسفيراز
• أسيتيل كولين إستراز
• مستقبلات الأسيتيل كولين النيكوتينية (أيونية)
• مستقبلات الأسيتيل كولين المسكارين (مستقبلات أيضية)
• إسقاطات كولينية في الدماغ الأمامي القاعدي
• التنظيم العصبي للانتباه والذاكرة

Key theories

التنظيم العصبي الكوليني للإدراك

الرواية التي تفيد بأن الأسيتيل كولين المركزي يعمل بشكل رئيسي كمنظم عصبي يضبط كسب الدوائر القشرية والحصينية، ويدعم الانتباه واليقظة وتشفير الذاكرة بدلاً من حمل إشارات نقطة إلى نقطة.

Mechanisms

يتم تخليق الأسيتيل كولين من الكولين والأسيتيل-CoA بواسطة إنزيم كولين أسيتيل ترانسفيراز، ويتم إطلاقه من النهايات العصبية الكولينية، ويتم تحلله بسرعة بواسطة إنزيم أسيتيل كولين إستراز، مما يمنح النظام إنهاءً سريعًا. وهو يعمل على فئتين من المستقبلات: مستقبلات النيكوتين هي قنوات كاتيونية مبوبة بالربيطة تنتج إثارة سريعة، بينما مستقبلات المسكارين مقترنة بالبروتين G وتنتج تأثيرات تنظيمية أبطأ. في الجهاز العصبي المركزي، تطلق الإسقاطات من الدماغ الأمامي القاعدي وجذع الدماغ الأسيتيل كولين على نطاق واسع، لذا تعمل الناقلات إلى حد كبير كمنظم عصبي يضبط قابلية الإثارة ونسبة الإشارة إلى الضوضاء في الدوائر المستهدفة التي تكمن وراء الانتباه واليقظة والذاكرة، كما استعرضها Picciotto et al. (2012). يؤدي تثبيط إنزيم أسيتيل كولين إستراز إلى إطالة عمل الأسيتيل كولين، وهي آلية تستغلها عدة فئات من الأدوية.

Clinical relevance

يرتبط الإرسال الكوليني المركزي ارتباطًا وثيقًا بالانتباه والذاكرة، ويعد تنكس الخلايا العصبية الكولينية في الدماغ الأمامي القاعدي سمة من سمات بعض اضطرابات الإدراك، مما جعل إنزيم أسيتيل كولين إستراز والمستقبلات الكولينية أهدافًا لتطوير الأدوية. يصف هذا المدخل هذه الآليات كمادة مرجعية حول الإرسال ولا يشكل أساسًا لتشخيص أو علاج أي حالة.

Evidence & guidelines

يتبع تصنيف المستقبلات الكولينية تسمية IUPHAR المتفق عليها؛ يقدم استعراض Picciotto et al. (2012) المذكور الوصف الموثوق لدور الأسيتيل كولين التنظيمي العصبي المستخدم هنا.

History

كان الأسيتيل كولين أول ناقل عصبي كيميائي يتم تحديده، في أوائل القرن العشرين، في الجهاز العصبي المحيطي في الأصل. تم تفصيل أدواره المركزية لاحقًا مع رسم خرائط نظام الإسقاط الكوليني في الدماغ الأمامي القاعدي والتعرف على مساهمته في الإدراك، مما أرسى الإرسال الكوليني المركزي كنظام متميز وذو أهمية دوائية.

Seminal works

• picciotto-2012

Frequently asked questions

ما الفرق بين مستقبلات الأسيتيل كولين النيكوتينية والمسكارين؟

مستقبلات النيكوتين هي قنوات أيونية سريعة مبوبة بالربيطة (أيونية)، وتنتج إثارة سريعة، بينما مستقبلات المسكارين مقترنة بالبروتين G (مستقبلات أيضية) وتنتج تأثيرات تنظيمية أبطأ.

لماذا يوصف الأسيتيل كولين بأنه منظم عصبي في الدماغ؟

لأن الخلايا العصبية الكولينية المركزية تتشعب بشكل منتشر وتطلق الأسيتيل كولين لضبط استجابة الدوائر المستهدفة الواسعة، مما يدعم الانتباه واليقظة والذاكرة، بدلاً من نقل إشارات نقطة إلى نقطة منفصلة.