أستيل كولين

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة

الأستيل كولين ( ACh ) [ 1 ] هو مركب عضوي يعمل كناقل عصبي في دماغ وجسم العديد من أنواع الحيوانات (بما في ذلك الإنسان) . [ 2 ] ويُشتق اسمه من تركيبه الكيميائي: فهو إستر لحمض الأسيتيك والكولين . [ 3 ] وتُسمى أجزاء الجسم التي تستخدم الأستيل كولين أو تتأثر به بالأجزاء الكولينية .

الأستيل كولين هو الناقل العصبي المستخدم في الوصلة العصبية العضلية . بعبارة أخرى، هو المادة الكيميائية التي تفرزها الخلايا العصبية الحركية في الجهاز العصبي لتنشيط العضلات. هذه الخاصية تعني أن الأدوية التي تؤثر على الجهاز الكوليني قد تُسبب آثارًا خطيرة للغاية تتراوح بين الشلل والتشنجات . يُعد الأستيل كولين أيضًا ناقلًا عصبيًا في الجهاز العصبي اللاإرادي ، فهو ناقل داخلي لكل من الجهاز العصبي الودي والجهاز العصبي اللاودي ، كما أنه الناتج النهائي الذي يفرزه الجهاز العصبي اللاودي. [ 2 ] الأستيل كولين هو الناقل العصبي الرئيسي للجهاز العصبي اللاودي. [ 3 ] [ 4 ]

في الدماغ، يعمل الأستيل كولين كناقل عصبي ومنظم عصبي. يحتوي الدماغ على عدد من المناطق الكولينية، لكل منها وظائف مميزة؛ مثل لعب دور هام في اليقظة والانتباه والذاكرة والتحفيز. [5] كما وُجد الأستيل كولين في خلايا من أصول غير عصبية ، وكذلك في الميكروبات . ومؤخرًا، تم تتبع الإنزيمات المرتبطة بتخليقه وتحلله وامتصاصه الخلوي إلى الأصول المبكرة للكائنات حقيقية النواة وحيدة الخلية. [ 6 ] وقد أظهرت مسببات الأمراض الأولية من جنس الأكانثاميبا أدلة على وجود الأستيل كولين، الذي يوفر إشارات النمو والتكاثر عبر مستقبل مسكاريني M1 موجود على الغشاء. [ 7 ]

بسبب وظيفة الأستيل كولين المنشطة للعضلات، ووظائفه في الجهاز العصبي اللاإرادي والدماغ، تُؤثر العديد من الأدوية الهامة عن طريق تغيير النقل الكوليني. تُسبب العديد من السموم التي تُنتجها النباتات والحيوانات والبكتيريا، بالإضافة إلى عوامل الأعصاب الكيميائية مثل السارين ، ضررًا عن طريق تعطيل أو فرط تنشيط العضلات من خلال تأثيرها على الوصلة العصبية العضلية. قد تكون الأدوية التي تعمل على مستقبلات الأستيل كولين المسكارينية ، مثل الأتروبين ، سامة بكميات كبيرة، ولكنها تُستخدم بجرعات صغيرة لعلاج بعض أمراض القلب ومشاكل العين. [ 8 ] [ 9 ] أما السكوبولامين ، أو ديفينهيدرامين ، اللذان يعملان بشكل أساسي على مستقبلات المسكارين بطريقة مثبطة في الدماغ (وخاصة مستقبل M1 )، فيمكن أن يُسببا الهذيان والهلوسة وفقدان الذاكرة من خلال تثبيط هذه المستقبلات . حتى عام 2016، تم ربط النوع الفرعي M1 فقط من مستقبلات النيكوتين بالهذيان المضاد للكولين. [ 10 ] وتنشأ خصائص النيكوتين الإدمانية من تأثيراته على مستقبلات أستيل كولين النيكوتينية في الدماغ.

كيمياء

الأستيل كولين هو جزيء كولين تم أسيتلته عند ذرة الأكسجين . وبسبب مجموعة الأمونيوم المشحونة ، لا يخترق الأستيل كولين الأغشية الدهنية. ولهذا السبب، عندما يُعطى الجزيء خارجياً، يبقى في الفضاء خارج الخلوي، ويُعتقد حالياً أنه لا يعبر الحاجز الدموي الدماغي.

الكيمياء الحيوية

يُصنّع الأستيل كولين في بعض الخلايا العصبية بواسطة إنزيم ناقل الأستيل كولين من مركبي الكولين وأسيتيل مرافق الإنزيم أ . وتستطيع الخلايا العصبية الكولينية إنتاج الأستيل كولين. ومن الأمثلة على المناطق الكولينية المركزية النواة القاعدية لماينرت في الدماغ الأمامي القاعدي. [ 11 ] [ 12 ] يحوّل إنزيم أستيل كولين إستراز الأستيل كولين إلى نواتج أيضية غير نشطة ، وهي الكولين والأسيتات . ويتواجد هذا الإنزيم بكثرة في الشق المشبكي، ودوره في إزالة الأستيل كولين الحر بسرعة من المشبك العصبي ضروري لوظيفة العضلات السليمة. تعمل بعض السموم العصبية عن طريق تثبيط أستيل كولين إستراز، مما يؤدي إلى زيادة الأستيل كولين في الوصلة العصبية العضلية ، مسببةً شللاً في العضلات اللازمة للتنفس وتوقف نبض القلب.

الوظائف

مسار الأستيل كولين.

يؤدي الأستيل كولين وظائف في كل من الجهاز العصبي المركزي والجهاز العصبي المحيطي . ففي الجهاز العصبي المركزي، تدعم الإسقاطات الكولينية من الدماغ الأمامي القاعدي إلى القشرة المخية والحصين الوظائف الإدراكية لتلك المناطق المستهدفة. أما في الجهاز العصبي المحيطي، فينشط الأستيل كولين العضلات، وهو ناقل عصبي رئيسي في الجهاز العصبي اللاإرادي. [ 13 ] [ 3 ]

التأثيرات الخلوية

تتم معالجة الأستيل كولين في المشبك العصبي. بعد إطلاقه، يتم تكسير الأستيل كولين بواسطة إنزيم أستيل كولين إستراز .

كغيرها من المواد الفعالة بيولوجيًا، يُمارس الأستيل كولين تأثيره عن طريق الارتباط بمستقبلات موجودة على سطح الخلايا وتنشيطها. يوجد نوعان رئيسيان من مستقبلات الأستيل كولين: النيكوتينية والمسكارينية . وقد سُميت هذه المستقبلات نسبةً إلى مواد كيميائية قادرة على تنشيط كل نوع منها على حدة دون تنشيط النوع الآخر: المسكارين مركب موجود في فطر أمانيتا موسكاريا ، والنيكوتين موجود في التبغ.

مستقبلات الأستيل كولين النيكوتينية هي قنوات أيونية تُفعَّل بالربيطة، وهي نفاذة لأيونات الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم . بعبارة أخرى، هي قنوات أيونية مُدمجة في أغشية الخلايا، قادرة على التحول من حالة مغلقة إلى حالة مفتوحة عند ارتباط الأستيل كولين بها؛ وفي الحالة المفتوحة ، تسمح بمرور الأيونات. توجد مستقبلات النيكوتين بنوعين رئيسيين، هما النوع العضلي والنوع العصبي. يمكن حجب النوع العضلي بشكل انتقائي بواسطة الكورار ، بينما يمكن حجب النوع العصبي بواسطة الهيكساميثونيوم . يقع النوع العضلي بشكل رئيسي على الخلايا العضلية، كما هو موضح بمزيد من التفصيل أدناه. أما النوع العصبي، فيوجد في العقد العصبية اللاإرادية (الودية واللاودية)، وفي الجهاز العصبي المركزي.

تتميز مستقبلات الأستيل كولين المسكارينية بآلية عمل أكثر تعقيدًا، وتؤثر على الخلايا المستهدفة على مدى فترة زمنية أطول. في الثدييات، تم تحديد خمسة أنواع فرعية من مستقبلات المسكارين، تُسمى من M1 إلى M5. تعمل جميعها كمستقبلات مقترنة ببروتين G ، مما يعني أنها تُمارس تأثيرها عبر نظام ناقل ثانٍ . الأنواع الفرعية M1 وM3 وM5 مقترنة ببروتين Gq ؛ حيث تزيد من مستويات IP3 والكالسيوم داخل الخلايا عن طريق تنشيط فوسفوليباز C. عادةً ما يكون تأثيرها على الخلايا المستهدفة مُحفزًا. أما النوعان الفرعيان M2 وM4 فهما مقترنان ببروتين Gi /Go ؛ حيث يُخفضان مستويات cAMP داخل الخلايا عن طريق تثبيط أدينيلات سيكلاز . عادةً ما يكون تأثيرهما على الخلايا المستهدفة مُثبطًا. توجد مستقبلات الأستيل كولين المسكارينية في كل من الجهاز العصبي المركزي والجهاز العصبي المحيطي في القلب والرئتين والجزء العلوي من الجهاز الهضمي والغدد العرقية.

الوصلة العصبية العضلية

تنقبض العضلات عند استقبالها إشارات من الخلايا العصبية الحركية. الوصلة العصبية العضلية هي موقع تبادل الإشارات. تحدث خطوات هذه العملية في الفقاريات كما يلي: (1) يصل جهد الفعل إلى نهاية المحور العصبي. (2) تتدفق أيونات الكالسيوم إلى نهاية المحور العصبي. (3) يُفرز الأستيل كولين في الشق المشبكي . (4) يرتبط الأستيل كولين بالمستقبلات بعد المشبكية. (5) يؤدي هذا الارتباط إلى فتح قنوات أيونية، مما يسمح لأيونات الصوديوم بالتدفق إلى الخلية العضلية. (6) يُولد تدفق أيونات الصوديوم عبر الغشاء إلى داخل الخلية العضلية جهد فعل يحفز انقباض العضلة. الرموز: أ: محور الخلية العصبية الحركية، ب: نهاية المحور العصبي، ج: الشق المشبكي، د: الخلية العضلية، هـ: جزء من اللييف العضلي

الأستيل كولين هو المادة التي يستخدمها الجهاز العصبي لتنشيط العضلات الهيكلية ، وهي نوع من العضلات المخططة. تُستخدم هذه العضلات في جميع أنواع الحركات الإرادية، على عكس العضلات الملساء التي تشارك في مجموعة من الأنشطة اللاإرادية مثل حركة الطعام عبر الجهاز الهضمي وانقباض الأوعية الدموية. تُتحكم العضلات الهيكلية مباشرةً بواسطة الخلايا العصبية الحركية الموجودة في النخاع الشوكي ، أو في حالات نادرة، في جذع الدماغ . تُرسل هذه الخلايا العصبية الحركية محاورها عبر الأعصاب الحركية ، ومنها تنطلق لتتصل بألياف العضلات عند نوع خاص من المشابك العصبية يُسمى الوصلة العصبية العضلية .

عندما يُولّد العصبون الحركي جهد فعل ، فإنه ينتقل بسرعة على طول العصب حتى يصل إلى الوصلة العصبية العضلية، حيث يبدأ عملية كيميائية كهربائية تُؤدي إلى إطلاق الأستيل كولين في الفراغ بين الطرف قبل المشبكي وليف العضلة. ثم ترتبط جزيئات الأستيل كولين بمستقبلات قنوات أيونية نيكوتينية على غشاء خلية العضلة، مما يُؤدي إلى فتح هذه القنوات. بعد ذلك، تتدفق أيونات الصوديوم إلى داخل خلية العضلة، مُطلقةً سلسلة من الخطوات التي تُؤدي في النهاية إلى انقباض العضلة .

العوامل التي تقلل من إطلاق الأستيل كولين (وبالتالي تؤثر على قنوات الكالسيوم من النوع P ): [ 14 ]

  1. المضادات الحيوية ( كليندامايسين ، بوليميكسين )
  2. المغنيسيوم:  يُثبط قنوات الكالسيوم من النوع P
  3. نقص كالسيوم الدم
  4. مضادات الاختلاج
  5. مدرات البول ( فوروسيميد )
  6. متلازمة إيتون-لامبرت : تثبط قنوات الكالسيوم من النوع P
  7. الوهن العضلي الوبيل
  8. سم البوتولينوم : يثبط بروتينات SNARE

لا تؤثر حاصرات قنوات الكالسيوم (نيفيديبين، ديلتيازيم) على قنوات P. تؤثر هذه الأدوية على قنوات الكالسيوم من النوع L.

الجهاز العصبي اللاإرادي

مكونات وروابط الجهاز العصبي اللاودي .

يتحكم الجهاز العصبي اللاإرادي في نطاق واسع من وظائف الجسم اللاإرادية واللاواعية. وينقسم بشكل رئيسي إلى الجهاز العصبي الودي والجهاز العصبي اللاودي . وبشكل عام، تتمثل وظيفة الجهاز العصبي الودي في تحفيز الجسم للاستجابة للأحداث، ويُطلق عليه غالبًا مصطلح " الكر والفر" . أما وظيفة الجهاز العصبي اللاودي فتتمثل في تهيئة الجسم لحالة مواتية للراحة والتجدد والهضم والتكاثر، ويُطلق عليه غالبًا مصطلح "الراحة والهضم" أو "التغذية والتكاثر". ويستخدم كلا الجهازين مادة الأستيل كولين، ولكن بطرق مختلفة.

على المستوى التخطيطي، يُنظَّم كلٌّ من الجهاز العصبي الودي والجهاز العصبي اللاودي بطريقة متشابهة أساسًا: تُرسل الخلايا العصبية قبل العقدية في الجهاز العصبي المركزي إسقاطات إلى الخلايا العصبية الموجودة في العقد العصبية اللاإرادية، والتي بدورها تُرسل إسقاطات إلى جميع أنسجة الجسم تقريبًا. في كلا الفرعين، تستخدم الوصلات الداخلية، أي الإسقاطات من الجهاز العصبي المركزي إلى العقد العصبية اللاإرادية، الأستيل كولين كناقل عصبي لتعصيب (أو تحفيز) خلايا العقد العصبية. في الجهاز العصبي اللاودي، تُطلق الوصلات الخارجية، أي الإسقاطات من خلايا العقد العصبية إلى الأنسجة التي لا تنتمي إلى الجهاز العصبي، الأستيل كولين أيضًا، ولكنها تعمل على مستقبلات المسكارين. أما في الجهاز العصبي الودي، فتُطلق الوصلات الخارجية بشكل رئيسي النورأدرينالين ، على الرغم من إطلاق الأستيل كولين في بعض المواضع، مثل تعصيب الغدد العرقية .

التأثيرات الوعائية المباشرة

يؤثر الأستيل كولين الموجود في مصل الدم بشكل مباشر على توتر الأوعية الدموية عن طريق الارتباط بمستقبلات المسكارين الموجودة على بطانة الأوعية الدموية . تستجيب هذه الخلايا بزيادة إنتاج أكسيد النيتريك ، الذي يُرسل إشارة إلى العضلات الملساء المحيطة به للاسترخاء، مما يؤدي إلى توسع الأوعية الدموية . [ 15 ]

الجهاز العصبي المركزي

صورة مجهرية للنواة القاعدية (لمينرت)، التي تنتج الأستيل كولين في الجهاز العصبي المركزي. صبغة LFB-HE .

في الجهاز العصبي المركزي، يؤثر الأستيل كولين (ACh) بشكل متنوع على المرونة العصبية، واليقظة، والمكافأة . يلعب الأستيل كولين دورًا هامًا في تعزيز اليقظة عند الاستيقاظ، [ 16 ] وفي الحفاظ على الانتباه ، [ 17 ] وفي التعلم والذاكرة . [ 18 ]

ثبت أن تلف الجهاز الكوليني (المنتج للأستيل كولين) في الدماغ يرتبط بضعف الذاكرة المصاحب لمرض الزهايمر . [ 19 ] كما ثبت أن الأستيل كولين يعزز نوم حركة العين السريعة . [ 20 ]

في جذع الدماغ، ينشأ الأستيل كولين من النواة الجسرية السويقية والنواة السقيفية الظهرية الجانبية، والمعروفة مجتمعة باسم منطقة السقيفية الجسرية المتوسطة أو معقد الجسر والدماغ المتوسط ​​السقيفي. [ 21 ] [ 22 ] في الدماغ الأمامي القاعدي، ينشأ من النواة القاعدية لماينرت والنواة الحاجزية الإنسية .

بالإضافة إلى ذلك، يعمل الأستيل كولين كناقل عصبي داخلي مهم في الجسم المخطط ، وهو جزء من العقد القاعدية . ويُفرز من الخلايا العصبية البينية الكولينية . في البشر، والرئيسيات غير البشرية، والقوارض، تستجيب هذه الخلايا العصبية البينية للمؤثرات البيئية البارزة باستجابات متزامنة زمنيًا مع استجابات الخلايا العصبية الدوبامينية في المادة السوداء . [ 23 ] [ 24 ]

ذاكرة

لُوحظَ دورٌ للأستيل كولين في التعلّم والذاكرة بعدة طرق. يُضعف دواء سكوبولامين المضاد للكولين اكتساب المعلومات الجديدة لدى البشر [ 25 ] والحيوانات [ 18 ] . في الحيوانات، يُؤدي انقطاع إمداد الأستيل كولين إلى القشرة المخية الحديثة إلى إعاقة تعلّم مهام التمييز البسيطة، وهو ما يُشابه اكتساب المعلومات الواقعية [ 26 ]. كما يُؤدي انقطاع إمداد الأستيل كولين إلى الحصين والمناطق القشرية المجاورة إلى النسيان، وهو ما يُشابه فقدان الذاكرة التقدمي لدى البشر [ 27 ] .

لطالما اعتُبر الأستيل كولين (ACh) ضروريًا للتعلم والذاكرة، لكن الدراسات الحديثة تُشكك في دوره الإيجابي البحت. إذ يُمكن أن يُعيق ارتفاع مستوى الأستيل كولين ترسيخ الذاكرة، خاصةً أثناء النوم، وقد يُؤدي إلى تفاقم الذاكرة اللفظية في المراحل المبكرة من مرض الزهايمر (AD) والضعف الإدراكي المعتدل (MCI). كما يُمكن أن يُؤدي التنشيط المُفرط لمسارات الأستيل كولين إلى فرط تحفيز نشاط الغلوتامات، مما يُساهم في تطور مرض الزهايمر. ويقترح الباحثون أن مستويات الأستيل كولين ترتفع أولًا ثم تنخفض لاحقًا خلال مراحل مرض الزهايمر والخرف المصاحب لمرض باركنسون (PDD)، نتيجةً لفرط التحفيز الأولي الذي يتبعه فقدان الخلايا العصبية. ويؤكدون أن مثبطات الكولينستراز قد لا تُفيد جميع الأعراض الإدراكية، وقد تُخل بالتوازن الطبيعي للأستيل كولين، مما يُشير إلى أن تأثيرات الأستيل كولين على الذاكرة مُعقدة وتتطلب مزيدًا من البحث. [ 28 ]

الأمراض والاضطرابات

الوهن العضلي الوبيل

يحدث مرض الوهن العضلي الوبيل ، الذي يتميز بضعف العضلات والإرهاق، عندما ينتج الجسم بشكل غير مناسب أجسامًا مضادة لمستقبلات الأستيل كولين النيكوتينية، مما يعيق نقل إشارات الأستيل كولين بشكل سليم. [ 29 ] مع مرور الوقت، تتلف الصفيحة النهائية الحركية. تُعد الأدوية التي تثبط إنزيم أستيل كولين إستراز تنافسيًا (مثل النيوستيغمين ، والفيزوستيغمين ، أو البيريدوستيغمين بشكل أساسي ) فعالة في علاج أعراض هذا الاضطراب. [ 30 ] فهي تتيح للأستيل كولين المُفرز داخليًا وقتًا أطول للتفاعل مع مستقبلاته قبل أن يُعطَّل بواسطة إنزيم أستيل كولين إستراز في الشق المشبكي (المساحة بين العصب والعضلة).

تُفرز الأعصاب الأستيل كولين عند الوصلة العصبية العضلية. يرتبط الأستيل كولين بمستقبلاته على سطح العضلة، مما يُسبب انقباضها. بعد ذلك، يُنتج الجهاز المناعي أجسامًا مضادة ذاتية تُهاجم مستقبلات الأستيل كولين على العضلة أو تُعطّلها. ونتيجةً لذلك، تضعف الإشارة العصبية إلى العضلة أو تنقطع. يُلاحظ الوهن العضلي الوبيل الشبابي بشكلٍ أكثر شيوعًا لدى الأشخاص من أصول آسيوية وأفريقية. [ 31 ]

علم الأدوية

يُستخدم حجب أو إعاقة أو محاكاة عمل الأستيل كولين في العديد من التطبيقات الطبية. وتُصنف الأدوية التي تؤثر على نظام الأستيل كولين إلى نوعين: مُنشطات للمستقبلات، تُحفز النظام، ومُثبطات، تُثبطه. ويمكن أن يكون لمُنشطات ومُثبطات مستقبلات الأستيل كولين تأثير مباشر على المستقبلات، أو تأثير غير مباشر، مثلاً، عن طريق التأثير على إنزيم أستيل كولين إستراز ، الذي يُحلل الرابط الخاص بالمستقبل. تزيد المُنشطات من مستوى تنشيط المستقبل، بينما تُقلله المُثبطات.

لا يمتلك الأستيل كولين نفسه قيمة علاجية كدواء يُعطى عن طريق الوريد نظرًا لتأثيره المتعدد الأوجه (غير الانتقائي) وتعطيله السريع بواسطة إنزيم الكولينستراز. مع ذلك، يُستخدم على شكل قطرات للعين لتضييق حدقة العين أثناء جراحة الساد، مما يُسهّل التعافي السريع بعد العملية.

مستقبلات النيكوتين

يرتبط النيكوتين بمستقبلات الأستيل كولين النيكوتينية وينشطها ، محاكياً بذلك تأثير الأستيل كولين على هذه المستقبلات. يفتح الأستيل كولين قناة الصوديوم عند ارتباطه ، مما يسمح بتدفق أيونات الصوديوم إلى داخل الخلية. يؤدي هذا إلى إزالة الاستقطاب، وينتج عنه جهد ما بعد المشبكي المُثير. بالتالي، يُعد الأستيل كولين مُثيراً للعضلات الهيكلية؛ وتكون الاستجابة الكهربائية سريعة وقصيرة الأمد. أما الكورارات فهي سموم سهام تعمل على مستقبلات النيكوتين، وقد استُخدمت في تطوير علاجات ذات فائدة سريرية.

مستقبلات المسكارين

تُشكّل مستقبلات المسكارين مُركّبات مستقبلات مُقترنة ببروتين G في أغشية خلايا العصبونات وغيرها من الخلايا. الأتروبين مُضاد تنافسي غير انتقائي مع الأستيل كولين في مستقبلات المسكارين.

مثبطات الكولينستراز

تعمل العديد من ناهضات مستقبلات الأستيل كولين بشكل غير مباشر عن طريق تثبيط إنزيم أستيل كولين إستراز . ويؤدي تراكم الأستيل كولين الناتج إلى تحفيز مستمر للعضلات والغدد والجهاز العصبي المركزي، مما قد يتسبب في حدوث تشنجات مميتة إذا كانت الجرعة عالية.

تُعدّ هذه المواد أمثلة على مثبطات الإنزيمات ، حيث تزيد من فعالية الأستيل كولين عن طريق تأخير تحلّله؛ وقد استُخدم بعضها كعوامل عصبية ( غاز السارين وغاز VX ) أو مبيدات حشرية ( الفوسفات العضوية والكربامات ). كما تحتوي العديد من السموم التي تنتجها النباتات والحيوانات على مثبطات الكولينستراز. في الاستخدام السريري، تُعطى هذه المواد بجرعات منخفضة لعكس تأثير مرخيات العضلات ، ولعلاج الوهن العضلي الوبيل ، ولتخفيف أعراض مرض الزهايمر ( مثل الريفاستيغمين ، الذي يزيد من النشاط الكوليني في الدماغ).

مثبطات التخليق

تتمتع المركبات الزئبقية العضوية ، مثل ميثيل الزئبق ، بألفة عالية لمجموعات السلفهيدريل ، مما يُسبب خللاً في إنزيم ناقل أستيل الكولين. وقد يؤدي هذا التثبيط إلى نقص الأستيل كولين، وبالتالي إلى عواقب وخيمة على الوظائف الحركية.

مثبطات الإطلاق

يعمل توكسين البوتولينوم (البوتوكس) عن طريق تثبيط إطلاق الأستيل كولين، بينما يُحدث سم عنكبوت الأرملة السوداء ( ألفا-لاتروتوكسين ) تأثيرًا معاكسًا. يؤدي تثبيط الأستيل كولين إلى الشلل . عند التعرض للدغة عنكبوت الأرملة السوداء ، ينخفض ​​مخزون الأستيل كولين في الجسم، فتبدأ العضلات بالانقباض. وعند نفاد هذا المخزون، يحدث الشلل .

العوامل الدوائية الضوئية

علم الصيدلة الضوئية مجالٌ ناشئ يستخدم الضوء للتحكم في نشاط المركبات النشطة بيولوجيًا بدقة مكانية وزمنية عالية. وقد طبّقت التطورات الحديثة هذا النهج على الجهاز الكوليني، بما في ذلك ناهضات ومضادات مستقبلات الأستيل كولين المسكارينية والنيكوتينية القابلة للتنشيط الضوئي، بالإضافة إلى مثبطات أستيل كولين إستراز الحساسة للضوء، والتي تُمكّن من تعديل الإشارات الكولينية بشكل عكسي وموجّه عند التعرض للإشعاع. توفر هذه المركبات المنظمة بالضوء، والمبنية إما على مجموعات حماية حساسة للضوء ("روابط محصورة") أو هياكل قابلة للتحويل الضوئي، تحكمًا غير مسبوق في العمليات التي يتوسطها الأستيل كولين، وتمثل أدوات واعدة لكل من البحوث الأساسية والتطبيقات العلاجية المحتملة. [ 32 ]

علم الأحياء المقارن والتطور

يستخدم الأستيل كولين من قبل الكائنات الحية في جميع ممالك الحياة لأغراض متنوعة. يُعتقد أن الكولين ، وهو طليعة الأستيل كولين، كان يُستخدم من قبل الكائنات وحيدة الخلية منذ مليارات السنين لتخليق الفوسفوليبيدات المكونة لأغشية الخلايا. [ 33 ] بعد تطور ناقلات الكولين، مهدت وفرة الكولين داخل الخلايا الطريق لدمجه في مسارات تركيبية أخرى، بما في ذلك إنتاج الأستيل كولين. تستخدم البكتيريا والفطريات ومجموعة متنوعة من الحيوانات الأخرى الأستيل كولين. يعتمد العديد من استخدامات الأستيل كولين على تأثيره على قنوات الأيونات عبر مستقبلات البروتين المقترن بالبروتين ج (GPCRs) الشبيهة بالبروتينات الغشائية.

تطورت مستقبلات الأستيل كولين الرئيسية، وهي مستقبلات المسكارين والنيكوتين، بشكل متقارب لتستجيب للأستيل كولين. وهذا يعني أنها لم تتطور من نظير مشترك، بل من عائلتين منفصلتين. ويُقدّر أن عائلة مستقبلات النيكوتين تعود إلى أكثر من 2.5 مليار سنة. [ 33 ] وبالمثل، يُعتقد أن مستقبلات المسكارين قد تباعدت عن مستقبلات البروتين المقترن بالبروتين ج الأخرى منذ 0.5 مليار سنة على الأقل. وقد طوّرت كلتا المجموعتين من المستقبلات أنواعًا فرعية عديدة ذات خصائص ارتباط فريدة وآليات إشارات خاصة بها. ويُمكّن هذا التنوع في أنواع المستقبلات الأستيل كولين من إحداث استجابات متفاوتة تبعًا لنوع المستقبل المُنشّط، كما يسمح له بتنظيم العمليات الفيزيولوجية بشكل ديناميكي. ترتبط مستقبلات الأستيل كولين بمستقبلات 5-HT3 ( السيروتونين ) و GABA والجليسين ، سواء من حيث التسلسل أو البنية، مما يشير بقوة إلى أن لها أصلًا تطوريًا مشتركًا. [ 34 ]

تاريخ

في عام 1867، حدد أدولف فون باير بنية الكولين والأستيل كولين، وقام بتخليقهما، مشيرًا إلى الأخير باسم أستيل نيورين في دراسته. [ 35 ] [ 36 ] يُعد الكولين طليعةً للأستيل كولين. وقد لُوحظ لأول مرة النشاط البيولوجي للأستيل كولين في عام 1906، عندما وجد ريد هانت (1870-1948) ورينيه دي إم. تافو أنه يُخفض ضغط الدم بجرعات ضئيلة للغاية. [ 37 ] [ 36 ] [ 38 ] جاء ذلك بعد أن لاحظ فريدريك ووكر موت وويليام دوبينسون هاليبورتون في عام 1899 أن حقن الكولين تُخفض ضغط دم الحيوانات. [ 39 ] [ 36 ]

في عام 1914، كان آرثر ج. إيوينز أول من استخلص الأستيل كولين من الطبيعة. وقد حدده كمُلوث خافض لضغط الدم في بعض مستخلصات فطر الإرغوت (Claviceps purpurea) ، بناءً على طلب هنري هالت ديل . [ 36 ] وفي وقت لاحق من عام 1914، أوضح ديل تأثيرات الأستيل كولين على أنواع مختلفة من المشابك العصبية الطرفية، ولاحظ أيضًا أنه يخفض ضغط دم القطط عن طريق الحقن تحت الجلد حتى بجرعات نانوغرام واحد . [ 40 ] [ 36 ]

ظل مفهوم النواقل العصبية مجهولًا حتى عام 1921، عندما لاحظ أوتو لوي، أثناء عمله أستاذًا في جامعة غراتس ، أن العصب المبهم يُفرز مادةً تُثبّط عضلة القلب . أطلق عليها اسم "مادة العصب المبهم" ( vagusstoff )، ولاحظ أنها نظير بنيوي للكولين، ورجّح أنها أستيل كولين. [ 41 ] [ 42 ] في عام 1926، استنتج لوي وإي. نافراتيل أن هذا المركب هو على الأرجح أستيل كولين، إذ فقدت مادة العصب المبهم والأستيل كولين الاصطناعي فعاليتهما بطريقة مماثلة عند ملامستهما لمستخلصات الأنسجة التي تحتوي على إنزيمات مُحلِّلة للأستيل كولين (المعروفة الآن باسم كولينستراز ). [ 43 ] [ 44 ] لاقى هذا الاستنتاج قبولًا واسعًا. وأكدت دراسات لاحقة وظيفة الأستيل كولين كناقل عصبي . [ 42 ]

في عام 1936، تقاسم كل من إتش إتش ديل وأو لوي جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لدراساتهما حول الأستيل كولين والنبضات العصبية. [ 36 ]

مراجع

  1. ↑ لورانس إي (1989). "ACh". قاموس هندرسون للمصطلحات البيولوجية . ص  1. ISBN 0-470-21446-5.
  2. 1 2 تيواري ب، دويفيدي س، سينغ إم بي، ميشرا ر، تشاندي أ (أكتوبر 2012). "المفاهيم الأساسية والحديثة حول مستقبلات الكولين: مراجعة" . مجلة آسيا والمحيط الهادئ للأمراض الاستوائية . 3 (5): 413-420 . doi : 10.1016/S2222-1808(13)60094-8 . PMC 4027320 . 
  3. 1 2 3 سام سي، بوردوني بي (2023). "علم وظائف الأعضاء، أستيل كولين" . ستات بيرلز . تريجر آيلاند (فلوريدا): ستات بيرلز للنشر. PMID 32491757. تاريخ الاسترجاع: 6 أبريل 2023 . 
  4. ↑ لوت إي إل، جونز إي بي (يونيو 2019). "السمية الكولينية" . ستات بيرلز . تريجر آيلاند (فلوريدا): ستات بيرلز للنشر. PMID 30969605 . 
  5. ↑ كابالكا، جي إم (2010). "المواد المشاركة في النقل العصبي". العلاجات الغذائية والعشبية للأطفال والمراهقين . إلسيفير. ص 71-99 . doi : 10.1016/b978-0-12-374927-7.00004-2 . ISBN  978-0-12-374927-7.
  6. ↑ بيج إيه إم، رانا زد، طارق إس، لالاني إس، أحمد إتش آر (مارس 2018). "تتبع على الخط الزمني: اكتشاف الأستيل كولين ومكونات الجهاز الكوليني البشري في كائن حي بدائي وحيد الخلية من جنس الأكانثاميبا ". مجلة ACS لعلم الأعصاب الكيميائي . 9 (3): 494-504 . doi : 10.1021/acschemneuro.7b00254 . PMID 29058403 . 
  7. ↑ بيج، أ.م.، وأحمد، ح.ر. (يونيو 2017). "دليل على وجود نظير لمستقبلات البروتين المقترن بالبروتين ج من نوع M1-muscarinic في حقيقيات النوى وحيدة الخلية: دراسة باستخدام المعلوماتية الحيوية والنمذجة ثلاثية الأبعاد والتجارب على أنواع الأكانثاميبا " . مجلة أبحاث مستقبلات الإشارات ونقلها ، 37 (3): 267-275 . doi : 10.1080/10799893.2016.1217884 . PMID: 27601178. S2CID : 5234123 .  
  8. ^ Avetisov SE، Fisenko VP، Zhuravlev AS، Avetisov KS (2018). "تحسين الأتروبين للتحكم في قصر النظر" [ استخدام الأتروبين للوقاية من تطور قصر النظر ] . فيستنيك أوفتالمولوجي (بالروسية). 134 (4): 84-90 . دوى : 10.17116/oftalma201813404184 . بميد 30166516 . 
  9. ↑ سموليان، هـ. (نوفمبر 2018). "النبض مستمر: قصة خمسة أدوية قلبية لا تعرف الشيخوخة". المجلة الأمريكية للعلوم الطبية . 356 (5): 441-450 . doi : 10.1016/j.amjms.2018.04.011 . PMID 30055757 . 
  10. ↑ داوسون إيه إتش، باكلي إن إيه (مارس 2016). " الإدارة الدوائية للهذيان المضاد للكولين - النظرية والأدلة والممارسة" . المجلة البريطانية لعلم الصيدلة السريرية . 81 (3): 516-524 . doi : 10.1111/bcp.12839 . PMC 4767198. PMID 26589572. يرتبط الهذيان فقط بمضادة مستقبلات M1 بعد المشبكية، ولم يتم حتى الآن ربط أنواع فرعية أخرى من المستقبلات .  
  11. ↑ سميثيز ج (2009). " الفلسفة والإدراك وعلم الأعصاب". الإدراك . 38 (5): 638-51 . doi : 10.1068/p6025 . PMID 19662940. S2CID 45579740 .  
  12. ↑ سميثيز ج، دوري دي لانترمانج م (2016). "طبيعة ووظيفة آليات ضغط المعلومات الرقمية في الدماغ وفي تكنولوجيا التلفزيون الرقمي" . فرونت سيست نيوروساينس . 10 : 40. doi : 10.3389/fnsys.2016.00040 . PMC 4858531. PMID 27199688 .  
  13. ↑ واكسنباوم، جيه إيه، وريدي، في، وفاراكالو، إم (2023). "تشريح الجهاز العصبي اللاإرادي" . ستات بيرلز . تريجر آيلاند (فلوريدا): ستات بيرلز للنشر. PMID 30969667. تاريخ الاسترجاع: 6 أبريل 2023 . 
  14. ↑ ميلر، آر. دي.، إريكسون، إل. آي.، فليشر، إل. إيه.، وينر-كرونيش، جيه. بي.، يونغ، دبليو. إل.، محررو (1 يناير 2009). تخدير ميلر ( الطبعة السابعة). إلسيفير للعلوم الصحية. الصفحات 343-347 . ISBN   978-0-443-06959-8.
  15. ↑ كيلوج دي إل، تشاو جيه إل، كوي يو، غرين جيه في (فبراير 2005). "توسع الأوعية الدموية الناتج عن الأستيل كولين يتوسطه أكسيد النيتريك والبروستاجلاندينات في جلد الإنسان". مجلة علم وظائف الأعضاء التطبيقي . 98 (2): 629-32 . doi : 10.1152/japplphysiol.00728.2004 . PMID 15649880. S2CID 293055 .  
  16. ↑ جونز، ب. إي. (نوفمبر 2005). "من اليقظة إلى النوم: الركائز العصبية والكيميائية". مجلة تريندز فارماكول. ساينس . 26 (11): 578-86 . doi : 10.1016/j.tips.2005.09.009 . PMID 16183137 . 
  17. ↑ هيميلهيبر إيه إم، سارتر إم، برونو جيه بي (يونيو 2000). "زيادة إطلاق الأستيل كولين في القشرة الدماغية أثناء أداء الانتباه المستمر لدى الفئران". أبحاث الدماغ، أبحاث الدماغ الإدراكي . 9 (3): 313-325 . doi : 10.1016/S0926-6410(00)00012-4 . PMID 10808142 . 
  18. 1 2 ريدلي آر إم، باوز بي إم، بيكر إتش إف، كرو تي جيه (1984). "دور الأستيل كولين في تعلم تمييز الأشياء والذاكرة لدى المرموسيت". علم النفس العصبي . 22 (3): 253-263 . doi : 10.1016/0028-3932(84)90073-3 . PMID 6431311. S2CID 7110504 .  
  19. ↑ فرانسيس بي تي، بالمر إيه إم، سناب إم، ويلكوك جي كي (فبراير 1999). "فرضية الكولينرجية لمرض الزهايمر: مراجعة للتقدم المحرز" . مجلة علم الأعصاب وجراحة الأعصاب والطب النفسي . 66 (2): 137-147 . doi : 10.1136/jnnp.66.2.137 . PMC 1736202. PMID 10071091 .  
  20. ↑ بلات ب، ريدل ج (أغسطس 2011). "الجهاز الكوليني ، تخطيط كهربية الدماغ، والنوم". أبحاث الدماغ السلوكية . 221 (2): 499-504 . doi : 10.1016/j.bbr.2011.01.017 . PMID 21238497. S2CID 25323695 .  
  21. 1 2 وولف، ن. ج.، وبوتشر، ل. ل. (مايو 1986). "الأنظمة الكولينية في دماغ الفئران: الجزء الثالث. الإسقاطات من السقيفة الجسرية المتوسطة إلى المهاد، والسقف، والعقد القاعدية، والدماغ الأمامي القاعدي". نشرة أبحاث الدماغ. 16 ( 5): 603-37 . doi : 10.1016/0361-9230(86)90134-6 . PMID 3742247. S2CID 39665815 .  
  22. 1 2 وولف، ن. ج.، وبوتشر، ل. ل. (ديسمبر 1989). "الأنظمة الكولينية في دماغ الفئران: الجزء الرابع. الإسقاطات النازلة من السقيفة الجسرية المتوسطة". نشرة أبحاث الدماغ. 23 ( 6): 519-540 . doi : 10.1016/0361-9230(89)90197-4 . PMID 2611694. S2CID 4721282 .  
  23. ↑ غولدبيرغ ، جيه. إيه.، ورينولدز، جيه. إن. (ديسمبر 2011). "الإطلاق التلقائي والتوقفات المستحثة في الخلايا العصبية الكولينية النشطة بشكل مستمر في الجسم المخطط". علم الأعصاب . 198 : 27-43 . doi : 10.1016/j.neuroscience.2011.08.067 . PMID 21925242. S2CID 21908514 .  
  24. ↑ موريس ج، أركادير د، نيفيت أ، فاديا إ، بيرغمان هـ (يوليو 2004). "رسائل متزامنة ولكنها متميزة من الدوبامين في الدماغ المتوسط ​​والخلايا العصبية النشطة بشكل مستمر في الجسم المخطط" . نيرون . 43 (1): 133-143 . doi : 10.1016/j.neuron.2004.06.012 . PMID 15233923 . 
  25. ↑ كرو تي جيه، غروف-وايت آي جي (أكتوبر 1973). "تحليل قصور التعلم بعد إعطاء الهيوسين للإنسان" . المجلة البريطانية لعلم الأدوية . 49 (2): 322-327 . doi : 10.1111/j.1476-5381.1973.tb08379.x . PMC 1776392. PMID 4793334 .  
  26. ↑ ريدلي آر إم، موراي تي كيه، جونسون جيه إيه، بيكر إتش إف (يونيو 1986). "ضعف التعلم الناتج عن إصابة النواة القاعدية لماينرت في المرموسيت: تعديل بواسطة الأدوية الكولينية". أبحاث الدماغ . 376 (1): 108-116 . doi : 10.1016/0006-8993(86)90904-2 . PMID 3087582. S2CID 29182517 .  
  27. ↑ إيستون أ، ريدلي ر.م، بيكر هـ.ف، غافان د (يوليو 2002). "تُسبب الآفات أحادية الجانب في الدماغ الأمامي القاعدي الكوليني والقبو في نصف كرة مخية واحد، والقشرة الصدغية السفلية في نصف الكرة المخية المقابل، إعاقات تعلم شديدة لدى قرود الريسوس" . قشرة المخ . 12 (7): 729-36 . doi : 10.1093/cercor/12.7.729 . PMID 12050084 . 
  28. ↑ هوانغ، كيو.، لياو، سي.، جي، إف.، آو، جيه.، ليو، تي. (2022). ينظم الأستيل كولين التعلم والذاكرة بشكل ثنائي الاتجاه، مجلة علم الأعصاب الترميمي، 10(2)، 100002، ISSN 2324-2426، https://doi.org/10.1016/j.jnrt.2022.100002 .
  29. ↑ باسنور م، وولف جي آي، بارون آر جيه (2024). "الوهن العضلي الوبيل". اعتلالات القنوات العصبية . دليل علم الأعصاب السريري. المجلد 203. الصفحات 185-203 . doi : 10.1016/B978-0-323-90820-7.00006-9 . ISBN   978-0-323-90820-7PMID 39174248​​ 
  30. ↑ كريزافولي إس، بوكانيغرا بي، كارولو إم، بوتاني إي، مانتوانو بي، تريفيرو جي، وآخرون . (يناير 2024). "علاج الوهن العضلي الوبيل: من الأدوية القديمة إلى العلاجات المبتكرة مع لمحة عن المستقبل". أدوية الجهاز العصبي المركزي . 38 (1): 15-32 . doi : 10.1007/s40263-023-01059-8 . hdl : 11586/461741 . PMID 38212553 .  
  31. ↑ دريسر، ل.، ولودارسكي، ر.، وريزانيا، ك.، وسوليفين، ب. (2021). الوهن العضلي الوبيل: علم الأوبئة، والفيزيولوجيا المرضية، والمظاهر السريرية. مجلة الطب السريري، 10(11)، 2235. https://doi.org/10.3390/jcm10112235
  32. ↑ كوليوني أ، غالي ج، دالانوتشي س، دي أميتشي م، غوروستيزا ب، ماتيرا س (يوليو 2025). " أدوات دوائية مُنشَّطة بالضوء لاستكشاف الجهاز الكوليني" . مراجعات البحوث الطبية . 45 (4): 1251-1274 . doi : 10.1002/med.22108 . PMC 12131668. PMID 40123150 .  
  33. 1 2 دين ب (نوفمبر 2009). "تطور الجهاز الكوليني في الجهاز العصبي المركزي البشري: هل أدى ذلك إلى ظهور الأمراض النفسية؟". مجلة الطب النفسي الأسترالية والنيوزيلندية . 43 (11): 1016-28 . doi : 10.3109/00048670903270431 . PMID 20001397. S2CID 31059344 .  
  34. ↑ أورتيلز، إم أو، ولونت، جي جي (مارس 1995). "التاريخ التطوري لعائلة مستقبلات قنوات الأيونات المرتبطة بالليجاند". اتجاهات في علم الأعصاب . 18 (3): 121-127 . doi : 10.1016/0166-2236(95)93887-4 . PMID 7754520. S2CID 18062185 .  
  35. ^ باير أ (1867). "I. üeber das neurin" . جوستوس ليبجس آن كيم (في المانيا). 142 (3): 322-326 . دوى : 10.1002/jlac.18671420311 .
  36. 1 2 3 4 5 6 كاواشيما ك، فوجي ت، موريوكي ي، ميساوا ه، هوريغوتشي ك (2015). "النظام الكوليني غير العصبي في تنظيم الوظيفة المناعية مع التركيز على مستقبلات الأسيتيل كولين النيكوتينية α7" . علم المناعة الدوائية الدولي . 29 (1): 127-134 . doi : 10.1016/j.intimp.2015.04.015 . PMID 25907239 . 
  37. ↑ هانت ر، تافو م (1906). "حول التأثير الفيزيولوجي لبعض مشتقات الكولين وطرق جديدة للكشف عن الكولين". المجلة الطبية البريطانية . 2 : 1788-1791 .
  38. ↑ دوركينز ، إتش آر (أبريل 1982). "سوكساميثونيوم - تطور دواء حديث من عام 1906 حتى يومنا هذا" . التاريخ الطبي . 26 (2): 145-168 . doi : 10.1017/s0025727300041132 . PMC 1139149. PMID 7047939 .  
  39. ↑ موت، ف. و.، وهاليبورتون، و. د. (1899). "السابع: التأثير الفيزيولوجي للكولين والنيورين" . المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية في لندن. السلسلة ب، التي تحتوي على أوراق ذات طابع بيولوجي . 191 (2001): 211-267 . doi : 10.1098/rstb.1899.0007 . PMC 2463419. PMID 20758460 .  
  40. ↑ ديل إتش إتش (1914). "تأثير بعض إسترات وإيثرات الكولين، وعلاقتها بالمسكارين" . مجلة علم الأدوية والعلاج التجريبي . 6 (2): 147-190 . doi : 10.1016/S0022-3565(25)08268-0 .
  41. ^ لوي أو (1922). "Über humale übertragbarkeit der Herznervenwirkung". Pflug Arch Ges Phys (باللغة الألمانية). 193 (1): 201-213 . دوى : 10.1007 / BF02331588 . S2CID 34861770 . 
  42. 1 2 زايزل، ش . هـ. (2012). "نبذة تاريخية عن الكولين" . حوليات التغذية والأيض . 61 (3): 254-258 . doi : 10.1159/000343120 . PMC 4422379. PMID 23183298 .  
  43. ^ لوي أو، نافراتيل إي (1926). "Über humale übertragbarkeit der Herznervenwirkung". Pflug Arch Ges Phys (باللغة الألمانية). 214 (1): 678-688 . دوى : 10.1007 / BF01741946 . S2CID 43748121 . 
  44. ↑ زيمر إتش جي (مارس 2006). "أوتو لوي والنقل الكيميائي لتحفيز العصب المبهم في القلب" . طب القلب السريري . 29 (3): 135-136 . doi : 10.1002/clc.4960290313 . PMC 6654523. PMID 16596840 .  

للمزيد من القراءة