النقل المشبكي ووظيفة النواقل العصبية
النقل المشبكي هو العملية التي تتواصل بها خلية عصبية مع خلية عصبية أخرى أو خلية مستجيبة عبر المشبك. في المشبك الكيميائي السائد، تؤدي إشارة جهد الفعل الواردة إلى إطلاق ناقل عصبي يعتمد على الكالسيوم، والذي ينتشر عبر الشق المشبكي ويرتبط بالمستقبلات بعد المشبكية لتغيير جهد غشاء الخلية المستهدفة. تغطي هذه المنطقة الآليات الخلوية والجزيئية لسلسلة الإشارات هذه وأنظمة النواقل العصبية التي تحملها.
Definition
النقل المشبكي هو توصيل إشارة من عصبون قبل مشبكي إلى خلية بعد مشبكية، ويتم ذلك في المشابك الكيميائية عن طريق الإطلاق المنظم والمحفز بالكالسيوم لناقل عصبي يرتبط بالمستقبلات على الخلية المستهدفة ويغير من استثارتها.
Scope
توجه هذه المنطقة القارئ إلى الإشارات المشبكية الكيميائية في الجهاز العصبي: كيف يتم تصنيع الناقل وتعبئته، وكيف يرتبط إطلاقه بدخول الكالسيوم، وكيف تحول المستقبلات بعد المشبكية الإشارة الكيميائية، وكيف يتم دمج المدخلات المثيرة والمثبطة، وكيف تتعدل قوة المشبك بالاستخدام. وهي منظمة كمرجع فسيولوجي ولا تقدم إرشادات إكلينيكية للإدارة.
Sub-topics
Core questions
- كيف يتم تحويل الاستقطاب قبل المشبكي إلى إطلاق ناقل عصبي؟
- كيف تترجم المستقبلات بعد المشبكية ارتباط الناقل إلى تغيير كهربائي أو كيميائي حيوي؟
- كيف يتم دمج العديد من المدخلات المثيرة والمثبطة المتقاربة بواسطة عصبون واحد؟
- كيف تتغير قوة المشبك على مدى فترات زمنية قصيرة وطويلة؟
Key concepts
- المشبك الكيميائي والشق المشبكي
- النهاية قبل المشبكية والمنطقة النشطة
- إفراز الحويصلات الخلوي المحفز بالكالسيوم
- مستقبلات النواقل العصبية (أيونية التوجه ومستقبلات أيضية)
- الكمونات بعد المشبكية المثيرة والمثبطة
- التكامل المشبكي
- المرونة المشبكية
Key theories
- الفرضية الكمية لإطلاق الناقل
- يتم إطلاق الناقل العصبي في حزم منفصلة ومتجانسة تقريبًا (كميات) تتوافق مع محتويات الحويصلات المشبكية الفردية، بحيث تتكون الاستجابة بعد المشبكية من مضاعفات صحيحة لاستجابة مصغرة وحدوية.
- النظرية الكيميائية للنقل المشبكي
- تنقل معظم المشابك المركزية والطرفية الإشارات عن طريق إطلاق رسول كيميائي قابل للانتشار بدلاً من الاتصال الكهربائي المباشر، مع ارتباط الإطلاق بشكل وثيق بتدفق الكالسيوم قبل المشبكي.
Mechanisms
يؤدي جهد الفعل الذي يغزو النهاية قبل المشبكية إلى فتح قنوات الكالسيوم المبوبة بالجهد؛ ويؤدي تدفق الكالسيوم الناتج إلى اندماج الحويصلات المليئة بالناقل العصبي مع الغشاء البلازمي في المنطقة النشطة، مما يطلق الناقل في الشق. يرتبط الناقل بالمستقبلات بعد المشبكية، والتي إما أن تفتح قنوات أيونية مباشرة (أيونية التوجه) أو تعمل من خلال رسل ثانوية (مستقبلات أيضية)، مما ينتج جهودًا استقطابية (مُثيرة) أو مفرطة الاستقطاب (مُثبطة). يجمع العصبون بعد المشبكي هذه المدخلات في المكان والزمان، ويمكن أن يؤدي النشاط المتكرر إلى تقوية أو إضعاف الاتصال، وهو أساس المرونة المشبكية.
Clinical relevance
النقل المشبكي هو المستوى الذي تمارس فيه العديد من الاضطرابات العصبية والنفسية، والأدوية المستخدمة لعلاجها، تأثيراتها، حيث أن تخليق الناقل وإطلاقه وارتباطه بالمستقبلات وإعادة امتصاصه هي أهداف دوائية شائعة. تصف هذه المنطقة الفسيولوجيا الطبيعية التي تعمل عليها هذه التدخلات وهي مخصصة كفهم أساسي بدلاً من أن تكون إرشادات تشخيصية أو علاجية.
History
تأسست الطبيعة الكيميائية للنقل المشبكي في أوائل القرن العشرين وتم تنقيحها بواسطة برنارد كاتز وزملاؤه، حيث كشفت أعمالهم في الوصلة العصبية العضلية في الخمسينيات أن الناقل يُطلق بكميات محددة (quanta). حددت الأعمال الجزيئية اللاحقة، التي حظيت باعتراف جوائز نوبل لكاتز ثم لسودوف وآخرين، آليات اندماج الحويصلات ومستشعر الكالسيوم الذي يربط النشاط الكهربائي بالإطلاق.
Key figures
- Bernard Katz
- Thomas Südhof
- Eric Kandel
Related topics
Seminal works
- fatt-katz-1952
- sudhof-2013
- kandel-2001
Frequently asked questions
- ما الفرق بين المشبك الكيميائي والمشبك الكهربائي؟
- يشير المشبك الكيميائي عن طريق إطلاق ناقل عصبي يعبر شقًا ويرتبط بمستقبلات على الخلية المستهدفة، بينما يمرر المشبك الكهربائي التيار مباشرة عبر قنوات الوصلات الفجوية؛ وتتعلق هذه المنطقة بالنقل الكيميائي، وهو النمط السائد في الجهاز العصبي للثدييات.
- لماذا يعتبر الكالسيوم محوريًا في النقل المشبكي؟
- الكالسيوم الذي يدخل النهاية قبل المشبكية عبر قنوات مبوبة بالجهد هو المحفز الذي يربط النشاط الكهربائي باندماج الحويصلات، بحيث يعتمد إطلاق الناقل بشكل كبير على إشارة الكالسيوم.