مستقبلات الناقلات العصبية

مستقبل الناقل العصبي (المعروف أيضًا باسم المستقبل العصبي ) هو بروتين مستقبل غشائي ^{[ 1 ]} يُفعَّل بواسطة الناقل العصبي . ^{[ 2 ]} يمكن للمواد الكيميائية الموجودة على سطح الخلية، مثل الناقل العصبي، أن تصطدم بغشاء الخلية، حيث توجد المستقبلات. إذا اصطدم الناقل العصبي بمستقبله المناسب، فسيرتبطان وقد يُحفزان حدوث تفاعلات أخرى داخل الخلية. لذلك، يُعد المستقبل الغشائي جزءًا من الآلية الجزيئية التي تسمح للخلايا بالتواصل فيما بينها. مستقبل الناقل العصبي هو فئة من المستقبلات التي ترتبط تحديدًا بالناقلات العصبية دون غيرها من الجزيئات.

في الخلايا بعد المشبكية ، تستقبل مستقبلات النواقل العصبية إشارات تُحفز إشارة كهربائية، وذلك بتنظيم نشاط قنوات الأيونات . يُمكن لتدفق الأيونات عبر قنوات الأيونات المفتوحة نتيجة ارتباط النواقل العصبية بمستقبلات مُحددة أن يُغير جهد غشاء العصبون. قد ينتج عن ذلك إشارة تنتقل على طول المحور العصبي (انظر جهد الفعل ) وتنتقل عبر المشبك العصبي إلى عصبون آخر، وربما إلى شبكة عصبية . ^{[ 1 ]} أما في الخلايا قبل المشبكية ، فتوجد مستقبلات تُعرف بالمستقبلات الذاتية ، وهي مُخصصة للنواقل العصبية التي تُفرزها تلك الخلية، وتُوفر تغذية راجعة وتُساهم في تنظيم إطلاق النواقل العصبية الزائد منها. ^{[ 3 ]}

يوجد نوعان رئيسيان من مستقبلات النواقل العصبية: مستقبلات أيونية ومستقبلات استقلابية . تعني المستقبلات الأيونية أن الأيونات قادرة على المرور عبرها، بينما تعني المستقبلات الاستقلابية أن ناقلاً ثانياً داخل الخلية ينقل الرسالة (أي أن المستقبلات الاستقلابية لا تحتوي على قنوات). توجد أنواع عديدة من المستقبلات الاستقلابية، بما في ذلك مستقبلات البروتين G المقترنة . ^{[ 2 ] [ 4 ]} تُسمى المستقبلات الأيونية أيضاً بقنوات الأيونات المرتبطة بالليجاند ، ويمكن تنشيطها بواسطة النواقل العصبية ( الليجاندات ) مثل الغلوتامات و GABA ، والتي بدورها تسمح بمرور أيونات محددة عبر الغشاء. أيونات الصوديوم (التي يسمح لها مستقبل الغلوتامات ، على سبيل المثال، بالمرور ) تُحفز الخلية بعد المشبكية، بينما أيونات الكلوريد (التي يسمح لها مستقبل GABA، على سبيل المثال، بالمرور) تُثبطها . يقلل التثبيط من احتمالية حدوث جهد الفعل ، بينما يزيد التنبيه من هذه الاحتمالية. في المقابل، لا تُعدّ مستقبلات البروتين G المقترنة مُنبّهة ولا مُثبّطة. بل يمكنها القيام بوظائف عديدة، مثل تعديل عمل قنوات الأيونات المُنبّهة والمُثبّطة، أو إطلاق سلسلة من الإشارات التي تُحرّر الكالسيوم من مخازنه داخل الخلية. ^{[ 2 ]} معظم مستقبلات النواقل العصبية مقترنة بالبروتين G. ^{[ 1 ]}

توجد مستقبلات النواقل العصبية على سطح الخلايا العصبية والخلايا الدبقية . عند المشبك العصبي ، يرسل أحد الخلايا العصبية رسائل إلى الخلية العصبية الأخرى عبر النواقل العصبية. ولذلك، تقوم الخلية العصبية بعد المشبكية، وهي الخلية المستقبلة للرسالة، بتجميع مستقبلات النواقل العصبية في هذا الموضع المحدد من غشائها. يمكن أن تتواجد مستقبلات النواقل العصبية في أي منطقة من غشاء الخلية العصبية، مثل التغصنات والمحاور وجسم الخلية. ^{[ 5 ]} يمكن أن تتواجد المستقبلات في أجزاء مختلفة من الجسم لتعمل إما كمستقبلات مثبطة أو محفزة لناقل عصبي معين. ^{[ 6 ]} ومن الأمثلة على ذلك مستقبلات الناقل العصبي أستيل كولين (ACh)، حيث يوجد أحد المستقبلات عند الوصلة العصبية العضلية في العضلات الهيكلية لتسهيل انقباض العضلات (تحفيز)، بينما يوجد المستقبل الآخر في القلب لإبطاء معدل ضربات القلب (تثبيط). ^{[ 6 ]}

تُعد قنوات الأيونات المرتبطة بالليجاند ( LGICs ) نوعًا من مستقبلات الأيونات أو المستقبلات المرتبطة بالقنوات . وهي مجموعة من قنوات الأيونات عبر الغشاء التي تُفتح أو تُغلق استجابةً لارتباط ناقل كيميائي (أي ليجاند )، ^{[ 7 ]} مثل الناقل العصبي . ^{[ 8 ]}

يقع موقع ارتباط الليجاندات الداخلية على معقدات بروتين قنوات الأيونات المرتبطة بالليجاند (LGICs) عادةً في جزء مختلف من البروتين ( موقع ارتباط ألوستيري ) مقارنةً بموقع مسام توصيل الأيونات. ويُعدّ الارتباط المباشر بين ارتباط الليجاند وفتح أو إغلاق قناة الأيونات، وهو ما يُميّز قنوات الأيونات المرتبطة بالليجاند، مُغايرًا للوظيفة غير المباشرة للمستقبلات الأيضية التي تستخدم رسلًا ثانوية . كما تختلف قنوات الأيونات المرتبطة بالليجاند عن قنوات الأيونات ذات البوابات الفولتية (التي تُفتح وتُغلق تبعًا لجهد الغشاء )، وقنوات الأيونات المُنشّطة بالتمدد (التي تُفتح وتُغلق تبعًا للتشوه الميكانيكي لغشاء الخلية ). ^{[ 8 ] [ 9 ]}

تُعرف مستقبلات البروتين المقترن ببروتين G ( GPCRs )، أو مستقبلات المجالات السبعة العابرة للغشاء ، أو مستقبلات 7TM ، أو المستقبلات الحلزونية السبعة ، أو المستقبلات السربنتينية ، أو المستقبلات المرتبطة ببروتين G ( GPLR )، بأنها عائلة بروتينية كبيرةمن المستقبلات العابرة للغشاء التي تستشعر الجزيئات خارج الخلية وتُفعّل مسارات نقل الإشارة داخلها ، مما يؤدي في النهاية إلى الاستجابات الخلوية. توجد مستقبلات البروتين المقترن ببروتين G فقط في حقيقيات النوى ، بما في ذلك الخميرة، والسوطيات الطوقية ، ^{[ 10 ]} والحيوانات. تشمل الروابط التي ترتبط بهذه المستقبلات وتُفعّلها مركبات حساسة للضوء، وروائح ، وفيرومونات ، وهرمونات ، ونواقل عصبية ، وتختلف في حجمها من جزيئات صغيرة إلى ببتيدات إلى بروتينات كبيرة. تُشارك مستقبلات البروتين المقترن ببروتين G في العديد من الأمراض، كما أنها هدف لحوالي 30% من جميع الأدوية الحديثة. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

توجد مساران رئيسيان لنقل الإشارة يشملان مستقبلات البروتين المقترن بـ G: مسار إشارة cAMP ومسار إشارة فوسفاتيديل إينوزيتول . ^{[ 13 ]} عندما يرتبط الليجاند بمستقبل البروتين المقترن بـ G، فإنه يُحدث تغييرًا في بنيته، مما يسمح له بالعمل كعامل تبادل نيوكليوتيدات الجوانين (GEF). بعد ذلك، يستطيع مستقبل البروتين المقترن بـ G تنشيط بروتين G المرتبط به عن طريق استبدال جزيء GDP المرتبط به بجزيء GTP . ثم تنفصل الوحدة الفرعية α لبروتين G، مع جزيء GTP المرتبط بها، عن الوحدتين الفرعيتين β و γ لتؤثر بشكل أكبر على بروتينات الإشارة داخل الخلايا أو تستهدف البروتينات الوظيفية مباشرةً، وذلك اعتمادًا على نوع الوحدة الفرعية α ( _Gαs ، Gαi / _o ، Gαq _/11 ، Gα12 _/13 ). ^{[ 14 ] : 1160}

تخضع مستقبلات النواقل العصبية لظاهرة فقدان الحساسية الناجم عن ارتباط الليجاند، أي أنها قد تفقد استجابتها عند التعرض المطول للناقل العصبي. توجد هذه المستقبلات على كل من الخلايا العصبية بعد المشبكية والخلايا العصبية قبل المشبكية، حيث تُستخدم الأولى لاستقبال النواقل العصبية ، بينما تُستخدم الثانية لمنع إطلاق المزيد من ناقل عصبي معين. ^{[ 15 ]} بالإضافة إلى وجودها في الخلايا العصبية، توجد مستقبلات النواقل العصبية أيضًا في أنسجة مناعية وعضلية متنوعة. تُصنف العديد من مستقبلات النواقل العصبية كمستقبلات حلزونية أو مستقبلات مقترنة ببروتين G ، لأنها تخترق غشاء الخلية سبع مرات. من المعروف أن مستقبلات النواقل العصبية تفقد استجابتها لنوع الناقل العصبي الذي تستقبله عند تعرضها له لفترات طويلة. تُعرف هذه الظاهرة بفقدان الحساسية الناجم عن ارتباط الليجاند ^{[ 15 ]} أو التنظيم السلبي .

فيما يلي بعض الفئات الرئيسية لمستقبلات الناقلات العصبية: ^{[ 16 ]}

• الأدرينالية : α _1A , α _1b , α _1c , α _1d , α 2a _, α _{2b , α 2c} , α _2d , β ₁ , β ₂ , β ₃
• الكوليني :
  • مستقبلات المسكارين : M1، M2، M3، M4، M5
  • النيكوتين : العضلات والخلايا العصبية (حساسة للسموم ألفا بنجاروتوكسين) والخلايا العصبية (حساسة للسموم ألفا بنجاروتوكسين)
• الدوبامينية : D1 ، D2 _، D3 ، D4 ، D5_​​_​​​
• غابايرجيك : غابا _أ ، غابا _B1a ، غابا _B1δ ، غابا _B2 ، غابا _أ -رو
• مستقبلات الغلوتامات : NMDA ، AMPA ، الكاينات ، mGluR ₁ ، mGluR ₂ ، mGluR ₃ ، mGluR ₄ ، mGluR ₅ ، mGluR ₆ ، mGluR ₇
• جلايسينرجيك : جلايسين
• الهيستامينية : H1 ، H2 _، H3 ، _H4​​​_​
• المواد الأفيونية : μ , δ ₁ , δ ₂ , κ
• السيروتونينية : 5-HT _1A ، 5-HT _1B ، 5-HT _1D ، 5-HT _1E ، 5-HT _1F ، 5-HT _2A ، 5-HT _2B ، 5-HT _2C ، 5-HT ₃ ، 5-HT ₄ ، 5-HT ₅ ، 5-HT ₆ ، 5-HT ₇

• مستكشف الدماغ
• النواقل العصبية ومستقبلات ما بعد المشبك
• سنايدر (2009) الناقلات العصبية والمستقبلات والرسل الثانويين بكثرة في 40 عامًا. مجلة علم الأعصاب. 29(41): 12717-12721.
• سنايدر وبينيت (1976) مستقبلات النواقل العصبية في الدماغ: التحديد الكيميائي الحيوي. المراجعة السنوية لعلم وظائف الأعضاء. المجلد 38: 153-175
• علم الأعصاب للأطفال: النواقل العصبية
• مصادر ومصطلحات مكتبة الكونغرس: مستقبلات النواقل العصبية
• مستقبلات النواقل العصبية، والناقلات، وقنوات الأيونات
• مُنظِّم عصبي + مستقبل في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب