النقل العصبي الأدرينالي وفسيولوجيا النورإبينفرين

النقل العصبي الأدرينالي هو الإشارة الكيميائية التي تستخدمها معظم العصبونات الودية التالية للعقدة، والتي تطلق الكاتيكولامين النورإبينفرين على المستقبلات الأدرينالية في الخلايا المستهدفة. يعمل هذا الجهاز، جنبًا إلى جنب مع الإبينفرين الذي تطلقه قشرة الغدة الكظرية، على التوسط في التأثيرات القلبية الوعائية، والأيضية، وتأثيرات العضلات الملساء للتنشيط الودي. يتيح تنوع الأنواع الفرعية للمستقبلات الأدرينالية للمرسل العصبي نفسه إنتاج تأثيرات مختلفة، بل ومتعارضة، في الأنسجة المختلفة.

Definition

النقل العصبي الأدرينالي هو العملية التي يتم من خلالها تخليق النورإبينفرين (والإبينفرين المنتشر)، وإطلاقه، وعمله على مستقبلات ألفا وبيتا الأدرينالية للتوسط في التأثيرات الودية، مع إنهاء النقل بشكل رئيسي عن طريق إعادة الامتصاص العصبي والتحلل الإنزيمي.

Scope

يغطي هذا الموضوع تخليق النورإبينفرين وإطلاقه وعمله على المستقبلات وإنهاء عمله في الجهاز العصبي الودي: التخليق الحيوي للكاتيكولامينات، وتصنيف المستقبلات الأدرينالية إلى عائلتي ألفا وبيتا وأنواعها الفرعية، ومسارات الرسل الثانية التي تشارك فيها، وآليات (إعادة الامتصاص والتحلل الإنزيمي) التي تنهي النقل. إنه فسيولوجيا مرجعية، وليس إرشادات سريرية أو معلومات عن جرعات الأدوية.

Core questions

• كيف يتم تخليق النورإبينفرين وتخزينه وإطلاقه بواسطة النهايات العصبية الودية؟
• ما هي الأنواع الفرعية لمستقبلات ألفا وبيتا الأدرينالية وما هي مسارات الإشارة التي تستخدمها؟
• كيف ينتج نفس المرسل العصبي تأثيرات مختلفة في أعضاء مختلفة؟
• كيف يتم إنهاء الإشارة الأدرينالية؟

Key concepts

• النورإبينفرين والإبينفرين (الكاتيكولامينات)
• التخليق الحيوي للكاتيكولامينات (من التيروسين إلى الدوبامين إلى النورإبينفرين)
• مستقبلات ألفا-1، ألفا-2، بيتا-1، بيتا-2، وبيتا-3 الأدرينالية
• إشارة المستقبلات المقترنة بالبروتين G
• إعادة الامتصاص العصبي (ناقل النورإبينفرين)
• التحلل الإنزيمي (أوكسيداز أحادي الأمين، كاتيكول-أو-ميثيل ترانسفيراز)
• إطلاق الكاتيكولامينات من لب الغدة الكظرية
• الاستجابات الخاصة بالأنسجة (المعتمدة على النوع الفرعي)

Key theories

تصنيف مستقبلات ألفا وبيتا الأدرينالية

اقترح أهلويست أن الاستجابات المتنوعة والمتعارضة أحيانًا للمنبهات الأدرينالية يمكن تفسيرها بنوعين متميزين من المستقبلات، ألفا وبيتا، يتميزان بحساسيتهما النسبية لسلسلة من الكاتيكولامينات؛ ولا يزال هذا الإطار هو الأساس لعلم الأدوية والفسيولوجيا الأدرينالية.

Mechanisms

تقوم النهايات العصبية الودية بتخليق النورإبينفرين من التيروسين عبر الدوبا والدوبامين، وتخزينه في حويصلات، وإطلاقه عند إزالة الاستقطاب. يعمل النورإبينفرين على المستقبلات الأدرينالية، وجميعها مقترنة بالبروتين G: مستقبلات ألفا-1 ترتبط عادةً بالبروتين Gq وتزيد من الكالسيوم داخل الخلايا (على سبيل المثال، انقباض العضلات الملساء الوعائية)؛ مستقبلات ألفا-2 ترتبط بالبروتين Gi وتقلل من أحادي فوسفات الأدينوزين الحلقي (cAMP)، بما في ذلك المستقبلات الذاتية قبل المشبكية التي تمنع المزيد من الإطلاق؛ مستقبلات بيتا-1 وبيتا-2 وبيتا-3 ترتبط بالبروتين Gs وتزيد من أحادي فوسفات الأدينوزين الحلقي (cAMP)، مما ينتج عنه تأثيرات مثل زيادة معدل ضربات القلب وقوتها الانقباضية (بيتا-1) أو استرخاء العضلات الملساء في الشعب الهوائية والأوعية (بيتا-2). نظرًا لأن الأنسجة تعبر عن خليط مختلف من الأنواع الفرعية، فإن مرسلًا عصبيًا واحدًا ينتج استجابات خاصة بالعضو، وهي رؤية متجذرة في تصنيف أهلويست ذي المستقبلين (Ahlquist, 1948). ينتهي النقل بشكل رئيسي عن طريق إعادة الامتصاص إلى النهاية العصبية عبر ناقل النورإبينفرين وعن طريق التحلل الإنزيمي من خلال أوكسيداز أحادي الأمين وكاتيكول-أو-ميثيل ترانسفيراز (Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017).

Clinical relevance

توضح الفسيولوجيا الأدرينالية كيف يزيد الجهاز الودي من معدل ضربات القلب وضغط الدم، ويعيد توزيع تدفق الدم، ويحشد الطاقة، وتوفر الأساس المفاهيمي لفهم العديد من فئات الأدوية القلبية الوعائية والتنفسية. هذا المدخل هو فسيولوجيا وصفية وليس أساسًا للعلاج الفردي أو قرارات الجرعات.

Evidence & guidelines

يستمد تصنيف المستقبلات والإشارات الموصوفة هنا من عمل أهلويست الكلاسيكي (1948) ويتم توحيده في نصوص الفسيولوجيا وعلم الأعصاب القياسية (Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017). كموضوع فسيولوجيا مرجعية، لا يخضع هذا الموضوع لإرشادات سريرية.

History

أثبت عمل والتر كانون في أوائل القرن العشرين دور الجهاز الودي في تعبئة الجسم وأشار إلى مادة شبيهة بالكاتيكولامين تسمى 'سيمباثين' كوسيط كيميائي له (Cannon, 1929)؛ تم تحديد المرسل العصبي لاحقًا على أنه النورإبينفرين. قدمت دراسة ريموند أهلويست عام 1948 تقسيم الاستجابات الأدرينالية إلى أنواع مستقبلات ألفا وبيتا، مما أعاد صياغة فسيولوجيا وعلم الأدوية الأدرينالية ولا يزال أساسيًا (Ahlquist, 1948).

Key figures

• Raymond P. Ahlquist
• Walter B. Cannon
• Ulf von Euler

Seminal works

• ahlquist-1948
• cannon-1929

Frequently asked questions

لماذا يمكن للنورإبينفرين أن يسبب انقباضًا واسترخاءً للعضلات الملساء على حد سواء؟

لأن الأنسجة المختلفة تعبر عن أنواع فرعية مختلفة من المستقبلات الأدرينالية: مستقبلات ألفا-1 تعزز الانقباض بشكل عام بينما مستقبلات بيتا-2 تعزز الاسترخاء، لذا فإن نفس المرسل العصبي ينتج تأثيرات معاكسة اعتمادًا على المستقبل السائد.

كيف يتم إيقاف إشارة النورإبينفرين؟

بشكل رئيسي عن طريق إعادة امتصاص النورإبينفرين مرة أخرى إلى النهاية العصبية عبر ناقل النورإبينفرين، مع التحلل الإنزيمي بواسطة أوكسيداز أحادي الأمين وكاتيكول-أو-ميثيل ترانسفيراز الذي يمثل المزيد من التعطيل.