ناقل الدوبامين

ناقل الدوبامين ( DAT ، ويُعرف أيضًا باسم ناقل الدوبامين المعتمد على الصوديوم ) هو بروتين غشائي يُشفّر في الإنسان بواسطة جين SLC6A3 (المعروف أيضًا باسم DAT1 )، وهو يضخ الناقل العصبي الدوبامين من الشق المشبكي إلى السيتوسول . في السيتوسول، تقوم نواقل أخرى بعزل الدوبامين في حويصلات لتخزينه وإطلاقه لاحقًا. يُعدّ إعادة امتصاص الدوبامين عبر DAT الآلية الأساسية لإزالة الدوبامين من المشابك العصبية ، مع وجود استثناء محتمل في قشرة الفص الجبهي ، حيث تشير الأدلة إلى دور أكبر لناقل النورأدرينالين . ^{[ 5 ]}

يُعتقد أن ناقل الدوبامين (DAT) يلعب دورًا في عدد من الاضطرابات المرتبطة بالدوبامين، بما في ذلك اضطراب نقص الانتباه مع فرط النشاط ، والاضطراب ثنائي القطب ، والاكتئاب السريري ، واضطرابات الأكل ، واضطرابات تعاطي المواد المخدرة . يقع الجين المسؤول عن ترميز بروتين ناقل الدوبامين على الكروموسوم 5 ، ويتكون من 15 إكسونًا مشفرًا ، ويبلغ طوله حوالي 64 كيلو قاعدة . وقد استُمدت الأدلة على وجود ارتباط بين ناقل الدوبامين والاضطرابات المرتبطة بالدوبامين من نوع من التعدد الشكلي الجيني ، يُعرف باسم التكرار الترادفي ذي العدد المتغير ، في جين SLC6A3 ، والذي يؤثر على كمية البروتين المُعبَّر عنه. ^{[ 6 ]}

يُعدّ ناقل الدوبامين (DAT) بروتينًا غشائيًا متكاملًا يُزيل الدوبامين من الشق المشبكي ويُودعه في الخلايا المحيطة، وبالتالي يُنهي إشارة الناقل العصبي. يلعب الدوبامين دورًا أساسيًا في العديد من جوانب الإدراك، بما في ذلك المكافأة، ويُسهّل ناقل الدوبامين تنظيم هذه الإشارة. ^{[ 7 ]}

ناقل الدوبامين (DAT) هو ناقل مشترك ينقل الدوبامين عبر غشاء الخلية عن طريق ربط هذه الحركة بحركة أيونات الصوديوم، وهي حركة مواتية من الناحية الطاقية، حيث تنتقل من مناطق التركيز العالي إلى مناطق التركيز المنخفض داخل الخلية. تتطلب وظيفة ناقل الدوبامين الارتباط المتسلسل والنقل المشترك لأيونين من الصوديوم (Na ⁺⁾ وأيون واحد من الكلور ⁽ Cl- ) مع ركيزة الدوبامين. القوة الدافعة لإعادة امتصاص الدوبامين بواسطة ناقل الدوبامين هي تدرج تركيز الأيونات الناتج عن مضخة الصوديوم/البوتاسيوم (Na ⁺ /K ⁺ ATPase) الموجودة في غشاء البلازما . ^{[ 8 ]}

في النموذج الأكثر قبولاً لوظيفة ناقلات أحادي الأمين ، يجب أن ترتبط أيونات الصوديوم بالنطاق خارج الخلوي للناقل قبل أن يتمكن الدوبامين من الارتباط. بمجرد ارتباط الدوبامين، يخضع البروتين لتغير في بنيته، مما يسمح لكل من الصوديوم والدوبامين بالانفصال على الجانب داخل الخلوي للغشاء. ^{[ 9 ]}

أكدت الدراسات التي استخدمت الفيزيولوجيا الكهربائية والدوبامين الموسوم إشعاعيًا أن ناقل الدوبامين يشبه نواقل أحادي الأمين الأخرى في إمكانية نقل جزيء واحد من الناقل العصبي عبر الغشاء مع أيون صوديوم واحد أو اثنين. كما أن أيونات الكلوريد ضرورية لمنع تراكم الشحنة الموجبة. وقد أظهرت هذه الدراسات أيضًا أن معدل النقل واتجاهه يعتمدان كليًا على تدرج تركيز الصوديوم. ^{[ 10 ]}

بسبب الارتباط الوثيق بين جهد الغشاء وتدرج الصوديوم، يمكن للتغيرات الناتجة عن النشاط في قطبية الغشاء أن تؤثر بشكل كبير على معدلات النقل. بالإضافة إلى ذلك، قد يساهم الناقل في إطلاق الدوبامين عند زوال استقطاب العصبون. ^{[ 10 ]}

استند التحديد الأولي لبنية غشاء ناقل الدوبامين (DAT) إلى تحليل التسلسل الكاره للماء وتشابه التسلسل مع ناقل GABA. وتنبأت هذه الطرق بوجود اثني عشر نطاقًا عبر غشائيًا (TMD) مع حلقة خارجية كبيرة بين النطاقين الثالث والرابع. ^{[ 12 ]} واستخدمت دراسات لاحقة لهذا البروتين إنزيمات البروتياز ، التي تهضم البروتينات إلى أجزاء أصغر، وعملية الغلكزة ، التي تحدث فقط على الحلقات الخارجية، وأكدت إلى حد كبير التنبؤات الأولية لبنية الغشاء. ^{[ 13 ]} وتم الكشف عن البنية الدقيقة لناقل الدوبامين في ذبابة الفاكهة (dDAT) في عام 2013 باستخدام تقنية علم البلورات بالأشعة السينية . ^{[ 14 ]}

الديناميكا الدوائية للأمفيتامين في عصبون الدوبامين v ت هـ عبر AADC يدخل الأمفيتامين إلى العصبون قبل المشبكي عبر غشاء العصبون أو من خلال ناقل الدوبامين (DAT) . [ 15 ] وبمجرد دخوله، يرتبط بمستقبل TAAR1 أو يدخل الحويصلات المشبكية عبر ناقل أحادي الأمين الحويصلي 2 ( VMAT2 ) . [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] عندما يدخل الأمفيتامين الحويصلات المشبكية عبر VMAT2، فإنه يُحدث انهيارًا في تدرج الرقم الهيدروجيني داخل الحويصلات، مما يؤدي بدوره إلى إطلاق الدوبامين في السيتوسول (المنطقة ذات اللون البني الفاتح) عبر VMAT2. [ 16 ] [ 18 ] عندما يرتبط الأمفيتامين بمستقبل TAAR1، فإنه يُقلل من معدل إطلاق النبضات العصبية في عصبون الدوبامين عبر قنوات البوتاسيوم المقوّمة للداخل والمقترنة ببروتين G (GIRKs)، ويُنشط بروتين كيناز A (PKA) وبروتين كيناز C (PKC)، اللذين يقومان لاحقًا بفسفرة ناقل الدوبامين (DAT). [ 15 ] [ 19 ] [ 20 ] يؤدي فسفرة بروتين كيناز A (PKA ) إلى سحب ناقل الدوبامين (DAT) إلى داخل الخلية العصبية قبل المشبكية ( استدخاله ) وتوقف نقله. [ 15 ] قد يعمل ناقل الدوبامين المُفسفر بواسطة بروتين كيناز C (PKC) بشكل عكسي، أو قد يستدخل ويتوقف عن النقل، كما هو الحال مع ناقل الدوبامين المُفسفر بواسطة PKA . [ 15 ] [ 17 ] من المعروف أيضًا أن الأمفيتامين يزيد من الكالسيوم داخل الخلايا، وهو تأثير مرتبط بفسفرة ناقل الدوبامين عبر مسار يعتمد على CAMKIIα ، مما يؤدي بدوره إلى تدفق الدوبامين إلى الخارج. [ 21 ] [ 22 ]

وُجد أن ناقل الدوبامين (DAT) يتوزع إقليميًا في مناطق الدماغ التي تحتوي على دوائر دوبامينية راسخة، بما في ذلك المسارات النيجروسترياتية ، والميزوليمبية ، والميزوكورتية . ^{[ 23 ]} وتتميز النوى المكونة لهذه المسارات بأنماط تعبير جيني متباينة. وتُظهر أنماط التعبير الجيني في الفئران البالغة تعبيرًا عاليًا في المادة السوداء ( الجزء المضغوط ) . ^{[ 24 ]}

وُجد أن ناقل الدوبامين (DAT) في المسار الميزوكورتيكي ، المُوسَم بالأجسام المضادة المشعة، مُركّزٌ بكثافة في التغصنات وأجسام الخلايا العصبية في المادة السوداء (الجزء المضغوط) والمنطقة السقيفية البطنية . يتوافق هذا النمط مع بروتين يُنظّم مستويات الدوبامين في المشبك العصبي.

كان التلوين في الجسم المخطط والنواة المتكئة للمسار الميزوليمبي كثيفًا وغير متجانس. في الجسم المخطط، يتمركز ناقل الدوبامين (DAT) في الغشاء البلازمي لنهايات المحاور العصبية. أظهر التلوين المناعي المزدوج وجود ناقل الدوبامين (DAT) متمركزًا مع علامتين أخريين لنهايات المسار النيجروسترياتي ، وهما هيدروكسيلاز التيروسين ومستقبلات الدوبامين D2 . وبذلك، ثبت أن الأخير مستقبل ذاتي على الخلايا التي تفرز الدوبامين. يُعد TAAR1 مستقبلًا خلويًا قبل المشبكي يتمركز أيضًا مع ناقل الدوبامين (DAT)، وله تأثير معاكس لتأثير مستقبل الدوبامين D2 الذاتي عند تنشيطه؛ ^{[ 15 ] [ 25 ]} أي أنه يستوعب نواقل الدوبامين ويحفز تدفقها الخارجي من خلال عكس وظيفة الناقل عبر إشارات PKA و PKC .

والمثير للدهشة أنه لم يتم رصد ناقل الدوبامين (DAT) داخل أي من المناطق النشطة للتشابك العصبي. تشير هذه النتائج إلى أن إعادة امتصاص الدوبامين في الجسم المخطط قد تحدث خارج نطاق التخصصات التشابكية بمجرد انتشار الدوبامين من الشق التشابكي.

في المادة السوداء ، يتمركز ناقل الدوبامين (DAT) في أغشية البلازما المحورية والشجيرية (أي قبل وبعد المشبك) . ^{[ 26 ]}

تم تحديد موقع ناقل الدوبامين (DAT) بشكل أساسي في الشبكة الإندوبلازمية الخشنة والملساء، وجهاز جولجي ، والأجسام متعددة الحويصلات، ضمن أجسام الخلايا العصبية المدمجة، مما يشير إلى مواقع محتملة للتخليق والتعديل والنقل والتحلل. ^{[ 27 ]}

يقع جين ناقل الدوبامين (DAT)، المعروف باسم DAT1، على الكروموسوم 5p15. [ 6 ] يبلغ ^{طول المنطقة المشفرة} للبروتين في هذا الجين أكثر من 64 كيلوبايت، وتتألف من 15 قطعة مشفرة أو إكسونات . ^{[ 28 ]} يحتوي هذا الجين على تكرار ترادفي متغير العدد (VNTR) في الطرف 3' ( rs28363170 ) وآخر في منطقة الإنترون 8. ^{[ 29 ]} وقد تبين أن الاختلافات في التكرار الترادفي المتغير العدد تؤثر على المستوى الأساسي لتعبير الناقل؛ ونتيجة لذلك، بحث الباحثون عن ارتباطات مع الاضطرابات المتعلقة بالدوبامين. ^{[ 30 ]}

يستطيع مستقبل Nurr1 النووي ، الذي ينظم العديد من الجينات المرتبطة بالدوبامين، الارتباط بمنطقة المحفز لهذا الجين وتحفيز التعبير عنه. ^{[ 31 ]} وقد يكون هذا المحفز أيضًا هدفًا لعامل النسخ Sp-1 .

^{بينما تتحكم عوامل النسخ في الخلايا التي تُعبّر عن ناقل} الدوبامين (DAT)، فإن التنظيم الوظيفي لهذا البروتين يتم في الغالب بواسطة الكينازات . يمكن لكينازات MAPK [ ^{32 ] و} CAMKII [ ^{21 ] [ 22 ]} و PKA [ ^{15 ]} و PKC ^{[ 22 ] [ 33 ]} تعديل معدل نقل الدوبامين بواسطة الناقل أو التسبب في استدخال DAT. يُعد TAAR1، الموجود في نفس الموقع ^، منظمًا مهمًا لناقل الدوبامين، والذي يقوم، عند تنشيطه، بفسفرة DAT من خلال إشارات كيناز البروتين A (PKA) وكيناز البروتين C (PKC). ^{[ 15 ] [ 34 ]} يمكن أن تؤدي الفسفرة بواسطة أي من كينازات البروتين إلى استدخال DAT ( تثبيط إعادة الامتصاص غير التنافسي )، لكن الفسفرة بوساطة PKC وحدها تحفز وظيفة الناقل العكسية ( تدفق الدوبامين إلى الخارج ). ^{[ 15 ] [ 35 ]} كما تنظم مستقبلات الدوبامين الذاتية ناقل الدوبامين (DAT) عن طريق معارضة تأثير تنشيط مستقبلات الدوبامين الذاتية من النوع الأول (TAAR1) بشكل مباشر. ^{[ 15 ]}

يحتوي ناقل الدوبامين البشري (hDAT) على موقع ارتباط خارجي عالي الألفة بالزنك ، والذي يثبط، عند ارتباطه بالزنك، إعادة امتصاص الدوبامين ويزيد من تدفق الدوبامين الناتج عن الأمفيتامين في المختبر . ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]} في المقابل، لا يحتوي ناقل السيروتونين البشري (hSERT) وناقل النورإبينفرين البشري (hNET) على مواقع ارتباط بالزنك. ^{[ 38 ]} قد يساهم تناول مكملات الزنك في تقليل الحد الأدنى للجرعة الفعالة من الأمفيتامين عند استخدامه لعلاج اضطراب نقص الانتباه مع فرط النشاط . ^{[ 39 ]}

قد يؤثر معدل إزالة ناقل الدوبامين (DAT) للدوبامين من المشبك العصبي تأثيرًا بالغًا على كمية الدوبامين في الخلية. ويتجلى ذلك بوضوح في العجز الإدراكي الشديد، والاضطرابات الحركية، وفرط النشاط لدى الفئران التي تفتقر إلى ناقلات الدوبامين. ^{[ 40 ]} تتشابه هذه الخصائص بشكل لافت مع أعراض اضطراب نقص الانتباه مع فرط النشاط ( ADHD) .

تم تحديد الاختلافات في تكرارات VNTR الوظيفية كعوامل خطر للإصابة بالاضطراب ثنائي القطب ^{[ 41 ]} واضطراب نقص الانتباه مع فرط النشاط ^{[ 42 ] [ 43 ]} . وقد ظهرت بيانات تشير إلى وجود ارتباط أيضًا بأعراض انسحاب أقوى من إدمان الكحول ، على الرغم من أن هذه النقطة لا تزال محل جدل ^{[ 44 ] [ 45 ]} . ويرتبط أحد أليلات جين DAT بمستويات بروتين طبيعية بسلوك عدم التدخين وسهولة الإقلاع عنه ^{[ 46 ]} . بالإضافة إلى ذلك، يُظهر المراهقون الذكور، وخاصة أولئك الذين ينتمون إلى أسر عالية الخطورة (تتميز بإهمال الأم وغياب الحنان الأمومي)، والذين يحملون تكرار VNTR ذي 10 أليلات، ميلًا ذا دلالة إحصائية نحو أقرانهم ذوي السلوك المعادي للمجتمع ^{[ 47 ] [ 48 ].}

يرتبط ازدياد نشاط ناقل الدوبامين بالعديد من الاضطرابات المختلفة، بما في ذلك الاكتئاب السريري . ^{[ 49 ]}

لقد ثبت أن الطفرات في DAT تسبب متلازمة نقص ناقل الدوبامين ، وهو اضطراب حركي متنحي مرتبط بالصبغي الجسدي يتميز بتفاقم تدريجي لخلل التوتر العضلي وأعراض باركنسون . ^{[ 50 ]}

يُعد ناقل الدوبامين هدفًا للركائز ، ومحررات الدوبامين ، ومثبطات النقل ، والمعدلات التآثرية . ^{[ 51 ] [ 52 ]}

يُثبّط الكوكايين ناقل الدوبامين (DAT) عن طريق الارتباط المباشر به، مما يُقلّل من سرعة نقله. ^{[ 12 ]} في المقابل، يدخل الأمفيتامين إلى العصبون قبل المشبكي مباشرةً عبر غشاء الخلية العصبية أو عبر ناقل الدوبامين (DAT)، مُنافسًا الدوبامين على إعادة امتصاصه. وبمجرد دخوله، يرتبط الأمفيتامين بمستقبل TAAR1 أو يدخل الحويصلات المشبكية عبر ناقل VMAT2 . عندما يرتبط الأمفيتامين بمستقبل TAAR1، فإنه يُقلّل من معدل إطلاق النبضات العصبية في العصبون بعد المشبكي، ويُحفّز إشارات بروتين كيناز A وبروتين كيناز C ، مما يؤدي إلى فسفرة ناقل الدوبامين (DAT). بعد ذلك، يعمل ناقل الدوبامين المُفسفر إما بشكل عكسي أو ينسحب إلى العصبون قبل المشبكي ويتوقف عن النقل. عندما يدخل الأمفيتامين إلى الحويصلات المشبكية عبر ناقل VMAT2، يتم إطلاق الدوبامين في السيتوبلازم. ^{[ 15 ] [ 16 ]} كما ينتج الأمفيتامين تدفق الدوبامين من خلال آلية ثانية مستقلة عن TAAR1 تتضمن فسفرة الناقل بوساطة CAMKIIα ، والتي يُفترض أنها تنشأ من تنشيط قنوات الكالسيوم من النوع L المرتبطة بـ DAT بواسطة الأمفيتامين. ^{[ 11 ]}

يُعتقد أن الآليات الدوبامينية لكل دواء هي المسؤولة عن المشاعر الممتعة التي تثيرها هذه المواد. ^{[ 7 ]}

ثبت أن ناقل الدوبامين يتفاعل مع:

إلى جانب هذه التفاعلات الفطرية بين البروتينات، أظهرت دراسات حديثة أن البروتينات الفيروسية مثل بروتين Tat الخاص بفيروس نقص المناعة البشرية من النوع الأول تتفاعل مع ناقل الدوبامين ^{[ 58 ] [ 59 ]} ، وقد يؤدي هذا الارتباط إلى تغيير توازن الدوبامين لدى الأفراد المصابين بفيروس نقص المناعة البشرية، وهو عامل مساهم في الاضطرابات العصبية الإدراكية المرتبطة بفيروس نقص المناعة البشرية . ^{[ 60 ]}