قناة الكالسيوم من النوع P

قناة الكالسيوم من النوع P هي نوع من قنوات الكالسيوم المعتمدة على الجهد . وعلى غرار العديد من قنوات الكالسيوم الأخرى ذات الجهد العالي، تحدد الوحدة الفرعية α1 معظم خصائص القناة. [1] يشير الحرف "P" إلى خلايا بوركنجي المخيخية ، في إشارة إلى موقع الاكتشاف الأولي للقناة. [2] [3] تلعب قنوات الكالسيوم من النوع P دورًا مشابهًا لقناة الكالسيوم من النوع N في إطلاق الناقل العصبي عند الطرف قبل المشبكي وفي التكامل العصبي في العديد من الأنواع العصبية.

تاريخ

تم الانتهاء من تجارب قنوات الكالسيوم التي أدت إلى اكتشاف قنوات الكالسيوم من النوع P في البداية بواسطة Llinás و Sugimori في عام 1980. [2] تم تسمية قنوات الكالسيوم من النوع P في عام 1989 لأنها اكتُشفت داخل الخلايا العصبية بوركنجي الثديية . [3] تمكنوا من استخدام مستحضر في المختبر لفحص التيارات الأيونية التي تفسر الخصائص الكهربية الفيزيولوجية لخلايا بوركنجي . وجدوا أن هناك إمكانات عمل تعتمد على الكالسيوم والتي ترتفع ببطء وتنخفض بسرعة ثم تخضع لفرط الاستقطاب . كانت إمكانات العمل تعتمد على الجهد وكانت إمكانات الاستقطاب الفائق اللاحقة متصلة بانفجارات الأشواك الموجودة داخل التشعبات الشجرية لخلايا بوركنجي. بدون تدفق الكالسيوم في خلايا بوركنجي، تنطلق إمكانات العمل بشكل متقطع بتردد عالٍ. [2]

الميزات الأساسية والبنية

قناة الكالسيوم، تعتمد على الجهد، نوع P/Q، الوحدة الفرعية ألفا 1A
المعرفات
رمزكاكنا1ا
الرموز البديلةكاف2.1 ، CACNL1A4، SCA6، MHP1، MHP
ايوفا532
جين NCBI773
اتش جي ان سي1388
أوميم601011
مرجعيةن م_000068
يونيبروتا00555
بيانات أخرى
مكانالفصل 19 ص13
بحث عن
الهياكلالنموذج السويسري
المجالاتانتربرو

قنوات الكالسيوم من النوع P هي قنوات كالسيوم تعتمد على الجهد وتصنف ضمن فئة القنوات المنشطة ذات الجهد العالي، جنبًا إلى جنب مع قنوات النوع L وN وQ وR. تتطلب هذه القنوات استقطابًا قويًا حتى يتم تنشيطها. توجد في نهايات المحور العصبي، وكذلك في المناطق الجسدية الشجيرية للخلايا العصبية داخل الجهاز العصبي المركزي والمحيطي. [ 1] تعد قنوات الكالسيوم من النوع P أيضًا ضرورية لإطلاق الحويصلات ، وخاصة النواقل العصبية والهرمونات [4] عند النهايات المشبكية للمشابك المثيرة والمثبطة . [1]

تتكون قنوات الكالسيوم من النوع P المعتمدة على الجهد من وحدة فرعية رئيسية مكونة للمسام α1 (والتي يشار إليها بشكل أكثر تحديدًا باسم CaV2.1[5] ووحدة فرعية α2δ ووحدة فرعية β. يمكن العثور على وحدات فرعية γ في قنوات الكالسيوم في العضلات الهيكلية. [6] يتم ترميز الوحدة الفرعية α1 على وجه التحديد بواسطة جين CACNA1A [1] وتتكون من أربعة مجالات، كل منها يحتوي على ستة أغشية (S1-S6) تمتد عبر حلزونات α. يُعتقد أن حلقة S1-S2 ومنطقة S6 مسؤولة عن تعطيل القناة، وتعمل منطقة S4 كمستشعر للجهد وتشكل حلقة S5-S6 المسام. [4] يوجد سبع وحدات فرعية داخل الوحدة الفرعية α1. تتوافق الوحدة الفرعية A، المسماة α1ACa2+، مع ما يتم تعريفه وظيفيًا على أنه الأشكال المتماثلة من النوع P والنوع Q. ترتبط قنوات الكالسيوم من النوع P والنوع Q ارتباطًا وثيقًا لأنها تنتج من نفس الجين عبر الوصل البديل. وكنتيجة لمضاعفات الوصل البديل، قد تحتوي قنوات النوع P والنوع Q على تركيبات وحدات فرعية مختلفة. [6] تنظم الوحدة الفرعية β حركية القناة وتعبيرها، جنبًا إلى جنب مع الوحدة الفرعية α2δ. [1]

توزيع القنوات

خلية بوركينجي مصبوغة من مخيخ بشري. توجد كثافة عالية من قنوات الكالسيوم من النوع P على التغصنات.

توجد أغلب قنوات الكالسيوم من النوع P في الجهاز العصبي والقلب. وتُعَد وسم الأجسام المضادة الطريقة الأساسية المستخدمة لتحديد موقع القناة. [7]

تشمل مجالات التعبير العالي في الأنظمة الثديية ما يلي:

حاصرات القنوات

تعمل حاصرات قنوات الكالسيوم من النوع P على إعاقة تدفق الكالسيوم. وقد يؤدي منع تدفق الكالسيوم إلى اختلال وظائف الجسم وقدرته على البقاء. وقد تؤدي هذه التأثيرات إلى أمراض مختلفة موصوفة بمزيد من التفصيل في القسم أدناه.

تعتبر مسام قنوات الكالسيوم من النوع P حساسة للمركبات التي يمكن تقسيمها إلى ثلاث مجموعات:

  1. حاصرات قنوات أيونات الببتيد
  2. المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض
  3. العلاج [1]

هناك نوعان فقط من السموم الببتيدية التي تحجب قنوات النوع P بشكل انتقائي: ω- agatoxin IVA وω-agatoxin IVB. أما الحاصرات الأخرى المذكورة، مثل الحاصرات منخفضة الوزن الجزيئي والحاصرات العلاجية، فهي غير انتقائية. وهذا يعني أنها تعمل على قنوات النوع P وكذلك قنوات أخرى. [1]

سم الببتيد الانتقائي ω-agatoxin

سم العنكبوت Agelenopsis هو عبارة عن حاصرات قنوات الكالسيوم من النوع P

إن المثبطين المعروفين اللذين يتحكمان في قنوات الكالسيوم من النوع P هما ببتيدات مشتقة من سم العنكبوت Agelenopsis aperta . والسموم من هذا السم والتي تظهر انتقائية لقنوات النوع P هي ω-agatoxin IVA و ω-agatoxin IVB. كل من سموم الببتيد هذه مكونة من 48 حمضًا أمينيًا مرتبطًا بأربع روابط ثاني كبريتيد . وعلى الرغم من أن ω-agatoxin IVA و ω-agatoxin IVB لهما نفس التقارب والانتقائية لقنوات النوع P، إلا أن حركتهما مختلفة. يؤثر ω-agatoxin IVA على آلية بوابة قناة النوع P. عندما يكون هناك استقطاب قوي لتنشيط القناة، لم يعد بإمكان ω-agatoxin IVA حجب القناة. لذلك، فإن ω-agatoxin IVA له تقارب منخفض جدًا للقناة عندما تكون مفتوحة. يرتبط بالوحدة الفرعية α 1A على الجانب الخارجي من المسام. يقع مستقبل ω-agatoxin IVA على القناة من النوع P عند الرابط S3-S4. من ناحية أخرى، يحدث حجب القناة بواسطة ω-agatoxin IVB بشكل أبطأ بكثير. ومع ذلك، على غرار ω-agatoxin IVA، لا يمكن لـ ω-agatoxin IVB الارتباط بالقناة عند الاستقطاب القوي. [1]

السموم الببتيدية غير الانتقائية

حاصرات القنوات من النوع P ذات الوزن الجزيئي المنخفض

تتمتع حاصرات القنوات منخفضة الوزن الجزيئي بمزايا على حاصرات الببتيد في تطوير الأدوية. إحدى مزايا حاصرات القنوات منخفضة الوزن الجزيئي هي أنها يمكن أن تخترق الأنسجة ، وهو أمر مهم لعبور حاجز الدم في الدماغ . لا يوجد حاصرات قنوات منخفضة الوزن الجزيئي محددة للقنوات من النوع P. ومع ذلك، هناك عدد من مركبات الحاصرات هذه التي يمكن أن تؤثر على نشاط القنوات من النوع P. [1] وتشمل هذه:

العلاج

هناك علاجات تستخدم سريريًا يمكنها التأثير على نشاط قنوات الكالسيوم من النوع P. ومع ذلك، لا يُعتقد أن الهدف الأساسي لهذه العلاجات هو قنوات الكالسيوم من النوع P. على سبيل المثال، تعمل مضادات الكالسيوم ، التي تستخدم لعلاج أمراض القلب التاجية وارتفاع ضغط الدم وعدم انتظام ضربات القلب ، عن طريق تثبيط قنوات الكالسيوم من النوع L أو النوع T. تشمل بعض مضادات الكالسيوم هذه فيراباميل وديلتيازيم وأملوديبين وبينيديبين وسيلنيديبين ونيكارديبين وبارنيديبين . على الرغم من أن هدفها الرئيسي ليس قنوات الكالسيوم من النوع P ، إلا أن مضادات الكالسيوم هذه تعمل أيضًا على منع وظيفة قنوات الكالسيوم من النوع P. علاوة على ذلك، يعد الفلوناريزين مضادًا آخر للكالسيوم يستخدم لعلاج الصداع النصفي . أهدافه الرئيسية هي قنوات الكالسيوم ذات البوابات الجهدية وقنوات الصوديوم . يثبط الفلوناريزين قنوات الكالسيوم من النوع P الموجودة في شرائح القشرة المخية الحديثة . إنه يعمل على تثبيط التدفق الداخلي للكالسيوم. الصداع النصفي الذي يساعد في الوقاية منه يرجع إلى طفرات داخل جين "cacna1a" لوحدة القناة من النوع P. كما ثبت أن المركبات التي تسد القنوات من النوع P تساعد في علاج النوبات . تحدث النوبات الصرعية بسبب زيادة انتقال النبضات العصبية، والتي تنجم جزئيًا عن القنوات من النوع P. ومن المعروف أن المركبات مثل ليفاتيراسيتام ولاموتريجين وكاربامازيبين تسد القنوات من النوع P ، مما ساعد في تقليل حدوث النوبات. بشكل عام، هناك العديد من حاصرات قنوات الكالسيوم غير الانتقائية التي تساعد في تخفيف أعراض ارتفاع ضغط الدم والفصام وعدم انتظام ضربات القلب والصرع والألم والربو وبطء القلب والذبحة الصدرية ومرض الزهايمر . على الرغم من أن الهدف الرئيسي للعديد من المركبات العلاجية ليس القنوات من النوع P، إلا أن المزيد من البحث يحتاج إلى تحديد ما إذا كانت التأثيرات السريرية لهذه المركبات تتأثر أيضًا بسد القناة من النوع P. [1]

كيف يتم إطلاق النواقل العصبية من الخلية العصبية قبل المشبكية (أ). الخلية العصبية ب هي الخلية العصبية بعد المشبكية. 1. الميتوكوندريا؛ 2. الحويصلة المشبكية مليئة بالنواقل العصبية؛ 3. المستقبل الذاتي؛ 4. الشق المشبكي؛ 5. مستقبل النواقل العصبية؛ 6. قناة الكالسيوم؛ 7. الحويصلة المندمجة التي تطلق النواقل العصبية؛ 8. مضخة إعادة امتصاص النواقل العصبية

هناك عدد من الأمراض العصبية التي تُعزى إلى خلل أو تحور قنوات نوع P/Q. [6]

مرض الزهايمر

في مرض الزهايمر ، يحدث تراكم تدريجي لبروتين بيتا أميلويد (Aβ) في الدماغ. تتطور لويحات أميلويد مما يؤدي إلى الأعراض الرئيسية لمرض الزهايمر. بروتين غلوبيولومر بيتا أميلويد هو مادة اصطناعية تستخدم في التجارب البحثية ولها خصائص مماثلة لأوليغومر بيتا أميلويد الموجود في الجسم. ينظم أوليغومر بيتا أميلويد مباشرة قنوات الكالسيوم من النوع P/Q. الوحدة الفرعية α1A هي المسؤولة عن توصيل تيار الكالسيوم. عندما تكون قنوات الكالسيوم من النوع P/Q موجودة فقط مع بروتين غلوبيولومر بيتا أميلويد، يكون هناك تأثير مباشر على الوحدة الفرعية α1A ويؤدي إلى زيادة تيار الكالسيوم عبر قناة الكالسيوم من النوع P/Q. تعتمد الاستجابة على الجرعة حيث أن تركيزات 20 نانومول و200 نانومول من جلوبيولومر بيتا أميلويد ضرورية لزيادة كبيرة في تيار الكالسيوم عبر القناة في بويضات زينوبس ، مما يدل على أن تراكمًا معينًا من جلوبيولومر بيتا أميلويد ضروري قبل ظهور التأثيرات. عندما يزداد تيار الكالسيوم، يرتفع أيضًا إطلاق الناقل العصبي ، مما يوفر سببًا محتملًا للسمية لدى مرضى الزهايمر. [9]

الصداع النصفي

جين CACNA1A يشفر الوحدة الفرعية ألفا لقناة الكالسيوم من نوع P/Q. [10] طفرة R192Q في جين CACNA1A هي طفرة اكتساب وظيفة لمستقبلات P2X3. [5] [10] مستقبلات P2X3 موجودة في الخلايا العصبية العقدية ثلاثية التوائم [5] ويُعتقد أنها مساهم رئيسي في الصداع النصفي الشللي العائلي . [11] باستخدام تجربة knockin ، يمكن التعبير عن هذه الطفرة في الفئران حتى يمكن إجراء البحث. [5] [10] يتمتع الفأر المتحور بنشاط مستقبل P2X3 أعلى بكثير من الفأر البري [5] بسبب زيادة احتمالية فتح القناة وتنشيط القناة عند الفولتية المنخفضة. [10] يؤدي هذا النشاط المتزايد للمستقبل إلى تدفق أعلى للكالسيوم عبر قناة الكالسيوم من نوع P/Q. قد يساهم تركيز الكالسيوم المتزايد داخل الخلايا في الألم الحاد ثلاثي التوائم الذي ينتج عنه عادةً صداع. [5] تدعم الأدلة أن الصداع النصفي هو اضطراب في استثارة الدماغ يتميز بضعف تنظيم التوازن المثير المثبط للقشرة. [10]

النوبات

ليفاتيراسيتام هو دواء مضاد للصرع يمكن استخدامه لعلاج النوبات الجزئية والمعممة . يثبط ليفاتيراسيتام إطلاق الغلوتامات بوساطة قناة P/Q ويقلل من التيارات المثيرة بعد المشبكية لكل من مستقبلات AMPA و NMDA في الحُصين ، وتحديدًا التلفيف المسنن ، المعروف بأنه ينشر أنشطة النوبات. يؤدي تثبيط إطلاق الغلوتامات إلى استجابة مضادة للصرع لدى المرضى لأنه يقلل من التيار المثير بعد المشبك. هناك العديد من الأنواع المختلفة من قنوات الكالسيوم، لذلك لإثبات أن قنوات الكالسيوم من النوع P/Q متورطة بشكل مباشر، تم استخدام مثبط قناة الكالسيوم من النوع P/Q، أوميجا أغاثوكسين TK ، لحجب القناة. عند الحجب، لم يعد المرضى يستفيدون من التأثيرات المضادة للصرع من الأدوية. عند استخدام حاصرات قنوات الكالسيوم من النوع L والنوع N ، لا تزال تأثيرات ليفاتيراسيتام مرئية. هذا دليل قوي على أن قنوات الكالسيوم من نوع P/Q تشارك في علاج ليفاتيراسيتام مما يسمح بتخفيف النوبات. [12]

دراسات الطفرات

تؤدي العديد من طفرات قنوات الكالسيوم من النوع P إلى انخفاض مستوى الكالسيوم الحر داخل الخلايا. يعد الحفاظ على توازن الكالسيوم أمرًا ضروريًا لعمل الخلايا العصبية بشكل طبيعي. يعمل تغيير تركيز أيونات الكالسيوم الخلوية كمحفز لأمراض متعددة، وفي الحالات الشديدة يمكن أن تؤدي هذه الأمراض إلى موت الخلايا العصبية بشكل جماعي. [6]

تسمح دراسات الطفرات للباحثين بدراسة اعتلالات القنوات الموروثة وراثيًا . اعتلال القنوات هو أي مرض ينتج عن قناة أيونية بها وحدات فرعية معطلة أو بروتينات تنظيمية. [ 6] يظهر أحد أمثلة اعتلال قنوات الكالسيوم من النوع P في الفئران المتماثلة اللواقح ، والتي تكون متنحية لكل من الجينات المترنحة والنحيفة . تظهر هذه الفئران بطفرات في الوحدة الفرعية alpha1A لقنوات النوع P / Q الخاصة بها. تؤدي الطفرات في هذه القنوات إلى عيوب داخل خلايا بوركنجي المخيخية التي تقلل بشكل كبير من كثافة تيار القنوات. [6]

تنتج الطفرات المترنحة داخل الفئران عن طفرة غير ذات دلالة وتسبب تأخر ظهور النوبات والترنح. تحل طفرة الترنح محل برولين واحد بدلاً من الليوسين داخل منطقة P للقناة. منطقة P مسؤولة عن تكوين مسام القناة الأيونية . وقد ثبت أن الطفرة الأكثر نحافة ، والتي تؤدي إلى أعراض أكثر حدة من طفرة الترنح ، تنتج عن استبدال نوكليوتيد واحد يتسبب في فشل الوصل داخل إطار القراءة المفتوح للقنوات . [6] تسبب الطفرات في الوحدة الفرعية المكونة للمسام من قنوات الكالسيوم من النوع P ترنحًا وتنفسًا متغيرًا بشدة، عن طريق تقليل التهوية الدقيقة وإنتاج أعراض مرتبطة بالانخماص الرئوي . وقد ثبت أيضًا أن الطفرات في Ca V 2.1 تؤثر على الانتقال داخل مجمع ما قبل بوتزينجر ، وهو مجموعة من الخلايا العصبية المتوسطة في جذع الدماغ والتي تساعد في تنظيم التنفس. [5]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ abcdefghijkl Nimmrich V, Gross G (أكتوبر 2012). "معدلات قنوات الكالسيوم من النوع P/Q". Br. J. Pharmacol . 167 (4): 741–59. doi :10.1111/j.1476-5381.2012.02069.x. PMC  3575775. PMID  22670568 .
  2. ^ abc Llinás R, Sugimori M (أغسطس 1980). "الخصائص الكهربية الفسيولوجية لخلايا بوركينجي في المختبر في شرائح المخيخ الثديية". J. Physiol . 305 : 171–95. doi :10.1113/jphysiol.1980.sp013357. PMC 1282966. PMID 7441552  . 
  3. ^ ab Llinás R, Sugimori M, Lin JW, Cherksey B (مارس 1989). "حجب وعزل قناة الكالسيوم من الخلايا العصبية في الثدييات ورأسيات الأرجل باستخدام جزء من السم (FTX) من سم العنكبوت الشبكي القمعي". Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 86 (5): 1689–93. Bibcode :1989PNAS...86.1689L. doi : 10.1073 /pnas.86.5.1689 . PMC 286766. PMID  2537980. 
  4. ^ ab Currie KP (2010). "تعديل البروتين G لقنوات الكالسيوم المعتمدة على الجهد CaV2". Channels (Austin) . 4 (6): 497–509. doi :10.4161/chan.4.6.12871. PMC 3052249. PMID  21150298 . 
  5. ^ abcdefg Nair A, Simonetti M, Birsa N, Ferrari MD, van den Maagdenberg AM, Giniatullin R, Nistri A, Fabbretti E (أغسطس 2010). "الصداع النصفي العائلي الشلل النصفي الطفرة في قناة Ca(v)2.1 R192Q تعزز نشاط مستقبلات P2X3 المعتمدة على ATP في الخلايا العصبية الحسية العقدية للفأر التي تتوسط الألم الثلاثي التوائم". Mol Pain . 6 : 1744-8069–6-48. doi : 10.1186/1744-8069-6-48 . PMC 2940876. PMID  20735819 . 
  6. ^ abcdefg واكاموري م، يامازاكي ك، ماتسونودايرا إتش، تيراموتو تي، تاناكا الأول، نيدوم تي، ساوادا ك، نيشيزاوا واي، سيكيغوتشي إن، موري إي، موري واي، إيموتو ك (ديسمبر 1998). “الطفرات المترنحة المفردة المسؤولة عن النمط الظاهري العصبي لقناة الكالسيوم من النوع P”. جي بيول. الكيمياء . 273 (52): 34857-67. دوى : 10.1074/jbc.273.52.34857 . بميد  9857013.
  7. ^ ab Hillman D, Chen S, Aung TT, Cherksey B, Sugimori M, Llinás RR (أغسطس 1991). "تحديد موقع قنوات الكالسيوم من النوع P في الجهاز العصبي المركزي". Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 88 (16): 7076–80. Bibcode :1991PNAS...88.7076H. doi : 10.1073 /pnas.88.16.7076 . PMC 52236. PMID  1651493. 
  8. ^ Ovsepian SV, Friel DD (يناير 2008). "طفرة قناة الكالسيوم من النوع P/Q تجعل الخلايا العصبية بوركينجي المخيخية شديدة الإثارة وتزيل نبضات Ca2+-Na+". Eur. J. Neurosci . 27 (1): 93–103. doi :10.1111/j.1460-9568.2007.05998.x. PMID  18093175. S2CID  43182491.
  9. ^ Mezler M, Barghorn S, Schoemaker H, Gross G, Nimmrich V (مارس 2012). "يعدل أوليغومير بيتا أميلويد بشكل مباشر تيارات الكالسيوم من النوع P/Q في بويضات زينوبس". Br. J. Pharmacol . 165 (5): 1572–83. doi :10.1111/j.1476-5381.2011.01646.x. PMC 3372738. PMID  21883149 . 
  10. ^ abcde Pietrobon D (يوليو 2013). "قنوات الكالسيوم والصداع النصفي". Biochim. Biophys. Acta . 1828 (7): 1655–65. doi : 10.1016/j.bbamem.2012.11.012 . PMID  23165010.
  11. ^ Ophoff RA، Terwindt GM، Vergouwe MN، van Eijk R، Oefner PJ، Hoffman SM، Lamerdin JE، Mohrenweiser HW، Bulman DE، Ferrari M، Haan J، Lindhout D، van Ommen GJ، Hofker MH، Ferrari MD، Frants RR (1996). "الصداع النصفي الفالجي العائلي والرنح العرضي من النوع 2 ناتجان عن طفرات في جين قناة Ca2 + CACNL1A4". خلية . 87 (3): 543-52. دوى :10.1016/s0092-8674(00)81373-2. اتش دي ال : 1765/57576 . بميد  8898206. S2CID  16840573.
  12. ^ لي، تشون ياو؛ تشين تشوان، هورنغ هوي (2009). "ليفاتيراسيتام يثبط انتقال الغلوتامات عبر قنوات الكالسيوم من النوع P/Q قبل المشبكية على الخلايا الحبيبية للتلفيف المسنن". المجلة البريطانية لعلم الأدوية . 158 (7): 1753-1762. doi :10.1111/j.1476-5381.2009.00463.x. PMC 2801216. PMID  19888964 . 
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=قناة_كالسيوم_من_النوع_P&oldid=1188151322"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate