گیرندههای پسسیناپسی و یکپارچگی سیناپسی
گیرندههای پسسیناپسی پروتئینهایی هستند که روی سلول هدف قرار دارند و انتقالدهنده عصبی آزادشده را شناسایی کرده و اتصال آن را به یک پاسخ فیزیولوژیکی تبدیل میکنند. آنها به دو دسته کلی تقسیم میشوند: گیرندههای یونوتروپیک که کانالهای یونی وابسته به لیگاند هستند و در عرض میلیثانیه عمل میکنند، و گیرندههای متابوتروپیک که به پروتئینهای G متصل میشوند و از طریق پیامرسانهای ثانویه با سرعت کمتری عمل میکنند. ویژگیهای این گیرندهها، علامت، اندازه و سیر زمانی سیگنال پسسیناپسی را تعیین میکنند.
Definition
گیرنده انتقالدهنده عصبی پسسیناپسی یک پروتئین غشایی است که به یک انتقالدهنده خاص متصل میشود و این اتصال را یا با باز کردن مستقیم یک کانال یونی (یونوتروپیک) یا با فعال کردن آبشارهای سیگنالدهی درونسلولی از طریق پروتئینهای G (متابوتروپیک) منتقل میکند، و بدین ترتیب تحریکپذیری یا بیوشیمی سلول هدف را تغییر میدهد.
Scope
این موضوع خانوادههای اصلی گیرندههای انتقالدهنده عصبی، تمایز بین سیگنالدهی یونوتروپیک و متابوتروپیک، چگونگی تعیین اثر تحریکی یا مهاری توسط نوع گیرنده، و چگونگی جمعبندی پتانسیلهای حاصل توسط نورون پسسیناپسی را پوشش میدهد. این مطلب به عنوان پیشزمینه فیزیولوژی و فارماکولوژی ارائه شده است، نه به عنوان راهنمای درمانی.
Core questions
- چه چیزی گیرندههای یونوتروپیک را از متابوتروپیک متمایز میکند؟
- چگونه نوع گیرنده تعیین میکند که یک سیناپس تحریکی است یا مهاری؟
- چگونه سینتیک گیرنده پتانسیل پسسیناپسی را شکل میدهد؟
- چگونه ورودیهای سیناپسی متعدد در نورون پسسیناپسی یکپارچه میشوند؟
Key concepts
- گیرندههای یونوتروپیک (وابسته به لیگاند)
- گیرندههای متابوتروپیک (جفتشده با پروتئین G)
- گیرندههای گلوتامات (AMPA، NMDA، کاینات)
- گیرندههای GABA و گلیسین
- گیرندههای استیلکولین، دوپامین و سروتونین
- پیامرسانهای ثانویه و انتقال سیگنال
- حساسیتزدایی گیرنده
- یکپارچگی و جمعبندی سیناپسی
Key theories
- انتقال یونوتروپیک در مقابل انتقال متابوتروپیک
- انتقال سریع از کانالهای یونی وابسته به لیگاند استفاده میکند که در عرض میلیثانیه باز میشوند، در حالی که انتقال کندتر و تعدیلکننده از گیرندههای جفتشده با پروتئین G که از طریق پیامرسانهای ثانویه عمل میکنند، استفاده میکند؛ یک انتقالدهنده ممکن است از طریق هر دو دسته عمل کند.
Mechanisms
هنگامی که انتقالدهنده به یک گیرنده یونوتروپیک متصل میشود، کانال ذاتی گیرنده باز میشود و امکان شارش یون را فراهم میکند که غشا را در عرض میلیثانیه دپولاریزه یا هایپرپولاریزه میکند؛ کانالهای AMPA و NMDA وابسته به گلوتامات، تحریک سریع را واسطه میکنند، در حالی که کانالهای کلراید وابسته به GABA و گلیسین، مهار سریع را واسطه میکنند. گیرندههای متابوتروپیک به جای آن، پروتئینهای G را فعال میکنند که آنزیمها و کانالهای یونی را از طریق پیامرسانهای ثانویه تعدیل میکنند و اثرات کندتر و طولانیمدتتری ایجاد میکنند، همانطور که برای بسیاری از گیرندههای دوپامین و استیلکولین موسکارینی مشاهده میشود. نورون پسسیناپسی پتانسیلهای تحریکی و مهاری تولید شده در سراسر دندریتها و جسم سلولی خود را در فضا و زمان جمع میکند، و پتانسیل غشایی خالص در منطقه ماشه تعیین میکند که آیا پتانسیل عمل شلیک میشود یا خیر.
Clinical relevance
گیرندههای انتقالدهنده عصبی از جمله رایجترین اهداف دارویی در پزشکی و محل اثر بسیاری از عوامل نورواکتیو و روانگردان هستند، زیرا آگونیستها و آنتاگونیستها میتوانند اثرات انتقالدهنده را تقلید یا مسدود کنند. این مدخل فیزیولوژی گیرنده را که این عوامل درگیر آن هستند، توصیف میکند و به عنوان پیشزمینه مرجع در نظر گرفته شده است تا توصیه تجویزی یا تشخیصی.
History
طبقهبندی فارماکولوژیک گیرندهها بر اساس آگونیستها و آنتاگونیستهای انتخابی آنها، که در قرن بیستم پیشگام شد، جای خود را به کلونینگ مولکولی داد که ترکیب زیرواحدی و ساختار خانوادههای گیرنده را آشکار کرد. کارهای فیزیولوژیکی مقایسهای، تقسیمبندی یونوتروپیک-متابوتروپیک را ایجاد کرد، و بررسیهای ساختاری و عملکردی دقیق گیرندههای گلوتامات و دوپامین، نقشه مدرن گیرنده را تثبیت کرد.
Key figures
- Roger Nicoll
- Robert Malenka
- Stephen Traynelis
Related topics
Seminal works
- nicoll-1990
- traynelis-2010
- beaulieu-2011
Frequently asked questions
- تفاوت بین گیرنده یونوتروپیک و متابوتروپیک چیست؟
- گیرنده یونوتروپیک خود یک کانال یونی است که هنگام اتصال انتقالدهنده باز میشود و پاسخ سریعی ایجاد میکند، در حالی که گیرنده متابوتروپیک به طور غیرمستقیم از طریق پروتئینهای G و پیامرسانهای ثانویه سیگنال میدهد و اثرات کندتر و تعدیلکنندهتری ایجاد میکند.
- چگونه یک انتقالدهنده عصبی میتواند در یک سیناپس تحریکی و در سیناپس دیگر مهاری باشد؟
- اثر به گیرنده و یونهایی که وارد میکند بستگی دارد، نه فقط به انتقالدهنده؛ به عنوان مثال، گلوتامات که بر روی گیرندههای نفوذپذیر به کاتیون عمل میکند، تحریککننده است، در حالی که GABA که بر روی گیرندههای نفوذپذیر به کلراید عمل میکند، معمولاً مهاری است.