المستقبلات بعد المشبكية والتكامل المشبكي

المستقبلات بعد المشبكية هي البروتينات الموجودة على الخلية المستهدفة التي تكتشف الناقل العصبي المُطلق وتحول ارتباطه إلى استجابة فسيولوجية. تندرج هذه المستقبلات ضمن فئتين رئيسيتين: المستقبلات الأيونية (ionotropic receptors)، وهي قنوات أيونية مبوبة بالربيطة تعمل في غضون أجزاء من الثانية، والمستقبلات الأيضية (metabotropic receptors)، التي ترتبط بالبروتينات G وتعمل بشكل أبطأ عبر الرسل الثانوية. تحدد خصائص هذه المستقبلات علامة وحجم ومسار الإشارة بعد المشبكية.

Definition

المستقبل العصبي بعد المشبكي هو بروتين غشائي يرتبط بناقل محدد ويحول هذا الارتباط إما عن طريق فتح قناة أيونية مباشرة (أيونية) أو عن طريق تنشيط سلاسل إشارات داخل خلوية عبر بروتينات G (أيضية)، وبالتالي يغير استثارة أو كيمياء الخلية المستهدفة.

Scope

يغطي هذا الموضوع عائلات مستقبلات الناقلات العصبية الرئيسية، والتمييز بين الإشارات الأيونية والأيضية، وكيف يحدد نوع المستقبل التأثير الاستثاري أو التثبيطي، وكيف يتم تجميع الإمكانات الناتجة بواسطة العصبون بعد المشبكي. يُقدم هذا الموضوع كخلفية فسيولوجية وصيدلانية، وليس كإرشادات علاجية.

Core questions

• ما الذي يميز المستقبلات الأيونية عن المستقبلات الأيضية؟
• كيف يحدد نوع المستقبل ما إذا كان المشبك استثارياً أم تثبيطياً؟
• كيف تشكل حركية المستقبلات الجهد بعد المشبكي؟
• كيف يتم دمج المدخلات المشبكية المتعددة في العصبون بعد المشبكي؟

Key concepts

• المستقبلات الأيونية (المبوبة بالربيطة)
• المستقبلات الأيضية (المقترنة بالبروتين G)
• مستقبلات الجلوتامات (AMPA، NMDA، كاينات)
• مستقبلات GABA والجلايسين
• مستقبلات الأسيتيل كولين والدوبامين والسيروتونين
• الرسل الثانوية ونقل الإشارة
• إزالة حساسية المستقبلات
• التكامل المشبكي والتجميع

Key theories

النقل الأيوني مقابل النقل الأيضي

يستخدم النقل السريع قنوات أيونية مبوبة بالربيطة تفتح في غضون أجزاء من الثانية، بينما يستخدم النقل البطيء والمعدل مستقبلات مقترنة بالبروتين G تعمل عبر الرسل الثانوية؛ وقد يعمل نفس الناقل عبر كلتا الفئتين.

Mechanisms

عندما يرتبط الناقل بمستقبل أيوني، تفتح القناة الداخلية للمستقبل، مما يسمح بتدفق الأيونات التي تزيل استقطاب الغشاء أو تفرط في استقطابه في غضون أجزاء من الثانية؛ فقنوات AMPA و NMDA المبوبة بالجلوتامات تتوسط الإثارة السريعة، بينما قنوات الكلوريد المبوبة بـ GABA والجلايسين تتوسط التثبيط السريع. أما المستقبلات الأيضية، فبدلاً من ذلك تنشط بروتينات G التي تعدل الإنزيمات والقنوات الأيونية عبر الرسل الثانوية، مما ينتج عنه تأثيرات أبطأ وأطول أمداً، كما هو الحال بالنسبة للعديد من مستقبلات الدوبامين والأسيتيل كولين المسكارينية. يجمع العصبون بعد المشبكي الإمكانات الاستثارية والتثبيطية المتولدة عبر تفرعاته الشجرية وجسمه في المكان والزمان، ويحدد صافي الجهد الغشائي عند منطقة الزناد ما إذا كان سيتم إطلاق جهد فعل.

Clinical relevance

تعد مستقبلات الناقلات العصبية من بين الأهداف الدوائية الأكثر شيوعًا في الطب وموقع عمل العديد من العوامل النشطة عصبياً ونفسياً، لأن المنبهات والمضادات يمكن أن تحاكي أو تمنع تأثيرات الناقلات. يصف هذا المدخل فسيولوجيا المستقبلات التي تتفاعل معها هذه العوامل وهو مخصص كخلفية مرجعية بدلاً من كونه نصيحة وصفية أو تشخيصية.

History

التصنيف الدوائي للمستقبلات بواسطة منبهاتها ومضاداتها الانتقائية، الذي بدأ في القرن العشرين، أفسح المجال للاستنساخ الجزيئي الذي كشف عن تركيب الوحدات الفرعية وهيكل عائلات المستقبلات. وقد أرسى العمل الفسيولوجي المقارن التقسيم بين المستقبلات الأيونية والأيضية، وعززت المراجعات الهيكلية والوظيفية التفصيلية لمستقبلات الجلوتامات والدوبامين خريطة المستقبلات الحديثة.

Key figures

• Roger Nicoll
• Robert Malenka
• Stephen Traynelis

Seminal works

• nicoll-1990
• traynelis-2010
• beaulieu-2011

Frequently asked questions

ما الفرق بين المستقبل الأيوني والمستقبل الأيضي؟

المستقبل الأيوني هو بحد ذاته قناة أيونية تفتح عندما يرتبط الناقل، مما ينتج عنه استجابة سريعة، بينما يشير المستقبل الأيضي بشكل غير مباشر عبر بروتينات G والرسل الثانوية، مما ينتج عنه تأثيرات أبطأ وأكثر تعديلاً.

كيف يمكن لنفس الناقل العصبي أن يكون استثارياً في مشبك وتثبيطياً في آخر؟

يعتمد التأثير على المستقبل والأيونات التي يسمح بدخولها، وليس على الناقل وحده؛ على سبيل المثال، الجلوتامات التي تعمل على مستقبلات نفاذة للكاتيونات تثير، بينما GABA التي تعمل على مستقبلات نفاذة للكلوريد عادةً ما تثبط.