سیستم‌ها و گیرنده‌های انتقال‌دهنده عصبی

سیستم‌های انتقال‌دهنده عصبی، مسیرهای پیام‌رسانی شیمیایی هستند که از طریق آن‌ها نورون‌ها در سیناپس‌ها با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند: یک سلول پیش‌سیناپسی یک انتقال‌دهنده را آزاد می‌کند که به گیرنده‌های روی سلول هدف متصل می‌شود و وضعیت الکتریکی یا بیوشیمیایی آن را تغییر می‌دهد. این بخش، خانواده‌های اصلی انتقال‌دهنده‌ها در سیستم عصبی مرکزی و پروتئین‌های گیرنده‌ای که آن‌ها بر روی آن‌ها عمل می‌کنند را بررسی می‌کند، زیرا این سیستم‌ها اهداف مولکولی بیشتر داروهای روان‌گردان و عصبی هستند.

Definition

یک سیستم انتقال‌دهنده عصبی شامل یک مولکول پیام‌رسان (انتقال‌دهنده)، آنزیم‌ها و ناقل‌هایی است که آن را سنتز، ذخیره و پاکسازی می‌کنند، و گیرنده‌هایی که از طریق آن‌ها عمل می‌کند؛ گیرنده‌ها به طور کلی یا یونوتروپیک (کانال‌های یونی وابسته به لیگاند که پیام‌رسانی سریع را فراهم می‌کنند) یا متابوتروپیک (کوپل شده با پروتئین G، که پیام‌رسانی کندتر و تعدیل‌کننده را فراهم می‌کنند) هستند.

Scope

این بخش خواننده را با نحوه سازماندهی انتقال عصبی شیمیایی و اهمیت آن برای فارماکولوژی آشنا می‌کند. این حوزه را به مونومین‌ها، انتقال‌دهنده‌های اصلی آمینواسید سریع (GABA بازدارنده و گلوتامات تحریکی)، سیستم پپتید افیونی درون‌زا و پیام‌رسانی کولینرژیک مرکزی تقسیم می‌کند. این سیستم‌ها را به عنوان دانش مرجع زیربنای نوروسایکو فارماکولوژی در نظر می‌گیرد، نه به عنوان راهنمای بالینی یا تجویز.

Sub-topics

• استیل‌کولین و انتقال عصبی کولینرژیک در CNS
• GABA و انتقال‌دهنده عصبی بازدارنده
• گلوتامات و انتقال‌دهنده عصبی اسید آمینه تحریکی
• انتقال عصبی مونوآمین
• سیستم‌های گیرنده افیونی و افیون‌های درون‌زا

Core questions

• کدام خانواده‌های انتقال‌دهنده در CNS فعالیت می‌کنند و چه نقش‌های عملکردی را ایفا می‌کنند؟
• گیرنده‌های یونوتروپیک و متابوتروپیک در مکانیسم و مقیاس زمانی چه تفاوتی دارند؟
• یک انتقال‌دهنده چگونه سنتز، آزاد و غیرفعال می‌شود و داروها در کجا می‌توانند مداخله کنند؟
• چرا گیرنده‌های انتقال‌دهنده عصبی اهداف غالب داروهای روان‌گردان هستند؟

Key concepts

• انتقال سیناپسی شیمیایی
• گیرنده‌های یونوتروپیک (وابسته به لیگاند)
• گیرنده‌های متابوتروپیک (کوپل شده با پروتئین G)
• انتقال عصبی تحریکی و بازدارنده
• ناقل‌های بازجذب و تخریب آنزیمی
• آگونیست‌ها، آنتاگونیست‌ها و تعدیل‌کننده‌های گیرنده
• نورومدولاسیون

Mechanisms

در سراسر سیستم‌ها، منطق مشترک، آزادسازی، شناسایی و خاتمه است. یک انتقال‌دهنده سنتز شده، در وزیکول‌ها بسته‌بندی شده و به شکاف سیناپسی آزاد می‌شود، جایی که به گیرنده‌های روی غشای پس‌سیناپسی (و گاهی پیش‌سیناپسی) متصل می‌شود. گیرنده‌های یونوتروپیک خود کانال‌های یونی هستند و جریان‌های تحریکی یا بازدارنده سریع تولید می‌کنند، همانطور که برای گیرنده‌های گلوتامات و GABA-A دیده می‌شود؛ گیرنده‌های متابوتروپیک به پروتئین‌های G متصل می‌شوند و اثرات کندتر و تعدیل‌کننده تولید می‌کنند، مانند گیرنده‌های دوپامین، موسکارینی و افیونی. سیگنال توسط ناقل‌های بازجذب یا تجزیه آنزیمی خاتمه می‌یابد، و این مراحل پاکسازی خود اهداف اصلی دارویی هستند. Beaulieu و Gainetdinov (2011)، Traynelis و همکاران (2010)، Olsen و Sieghart (2008)، و Picciotto و همکاران (2012) خانواده‌های گیرنده‌ای نماینده‌ای را که این مکانیسم‌ها را پوشش می‌دهند، توصیف می‌کنند.

Clinical relevance

بیشتر داروهای مورد استفاده در روانپزشکی و مغز و اعصاب با تغییر انتقال عصبی عمل می‌کنند، چه با تقلید یا مسدود کردن یک گیرنده، چه با مهار یک ناقل بازجذب، یا با تعدیل یک کانال. بنابراین، درک این سیستم‌ها برای تفسیر نحوه عملکرد این عوامل بسیار مهم است. این بخش یک ماده مرجع توصیفی در مورد پیام‌رسانی است و مبنایی برای انتخاب، دوزبندی یا تنظیم هیچ درمانی نیست.

Evidence & guidelines

طبقه‌بندی و نام‌گذاری گیرنده‌ها در این بخش از سنتزهای اجماعی مانند بررسی‌های گیرنده‌ای IUPHAR پیروی می‌کند؛ مقالات Pharmacological Reviews ذکر شده، ادبیات مرجع معتبر برای سیستم‌های دوپامین، گلوتامات و GABA-A را نشان می‌دهند.

History

انتقال عصبی شیمیایی در اوایل قرن بیستم تثبیت شد و نیمه دوم قرن شاهد شناسایی سیستماتیک خانواده‌های انتقال‌دهنده و کلون‌سازی گیرنده‌های آن‌ها بود. این شناخت که گیرنده‌ها به دو دسته یونوتروپیک و متابوتروپیک تقسیم می‌شوند و زیرگروه‌های گیرنده‌ای متمایز، عملکردهای متفاوتی را واسطه می‌کنند، فارماکولوژی را به یک رشته گیرنده‌محور تبدیل کرد و زیربنای نوروسایکو فارماکولوژی مدرن است.

Seminal works

• beaulieu-2011
• traynelis-2010
• olsen-sieghart-2008

Frequently asked questions

تفاوت بین گیرنده‌های یونوتروپیک و متابوتروپیک چیست؟

یک گیرنده یونوتروپیک خود یک کانال یونی است که با اتصال انتقال‌دهنده باز می‌شود و پیام‌رسانی سریع تولید می‌کند؛ یک گیرنده متابوتروپیک به یک پروتئین G متصل است و آبشارهای پیام‌رسانی درون‌سلولی کندتر را آغاز می‌کند که سلول را تعدیل می‌کنند.

چرا سیستم‌های انتقال‌دهنده عصبی در فارماکولوژی بسیار مهم هستند؟

زیرا بیشتر داروهای روان‌گردان و عصبی با تغییر انتقال عصبی عمل می‌کنند، انتقال‌دهنده‌ها، گیرنده‌های آن‌ها و مسیرهای پاکسازی آن‌ها اهداف مولکولی اصلی هستند که از طریق آن‌ها این داروها عمل می‌کنند.