عصبون ذو نطاق ديناميكي واسع

اكتُشفت الخلايا العصبية ذات النطاق الديناميكي الواسع ( WDR ) لأول مرة على يد مندل عام 1966. ^{[ 1 ]} وقد أرست الدراسات المبكرة لهذه الخلايا العصبية ما يُعرف بنظرية التحكم البوابي للألم . وتتلخص الفكرة الأساسية في أن المحفزات غير المؤلمة تحجب مسارات المحفزات المؤلمة، مما يمنع الاستجابات المؤلمة المحتملة. ^{[ 2 ]} وقد دعمت هذه النظرية حقيقة أن خلايا WDR العصبية مسؤولة عن الاستجابات لكل من المحفزات المؤلمة وغير المؤلمة، وفكرة أن هذه الخلايا لا يمكنها إنتاج أكثر من استجابة واحدة في الوقت نفسه. تستجيب خلايا WDR العصبية لجميع أنواع المحفزات الحسية الجسدية ، وتشكل غالبية الخلايا العصبية الموجودة في العمود الرمادي الخلفي ، ولديها القدرة على إنتاج استجابات طويلة المدى، بما في ذلك تلك المسؤولة عن الألم والحكة.

توجد الخلايا العصبية واسعة النطاق الديناميكي (WDR) في العمود الرمادي الخلفي للنخاع الشوكي . ^{[ 3 ]} تحتوي هذه المنطقة من النخاع الشوكي على نوعين مختلفين من الخلايا العصبية المشاركة في عملية الألم: الخلايا العصبية واسعة النطاق الديناميكي (WDR ) والخلايا العصبية الحسية للألم (NS). ^{[ 4 ]} وكما يوحي الاسم، تُعطي الخلايا العصبية الحسية للألم (NS) استجابات محددة قصيرة المدى. ^{[ 5 ]} أما الخلايا العصبية واسعة النطاق الديناميكي (WDR) فهي قادرة على إعطاء استجابات طويلة المدى لمجموعة واسعة من المحفزات، مما يمنحها القدرة على المساعدة في تحديد موقع وشدة التحفيز المؤلم (التمييز الحسي). ^{[ 4 ] [ 6 ]}

تختلف الخلايا العصبية ذات النطاق الديناميكي الواسع (WDR) عن معظم الخلايا العصبية الأخرى في أنها تخضع لما يُعرف بظاهرة "التنشيط المتزايد". تسمح هذه الظاهرة بزيادة شدة استجابتها مع زيادة تواتر التحفيز. ^{[ 7 ]} تُطلق معظم الخلايا العصبية الأخرى كمونات عمل متكررة بنفس المقدار كرد فعل لزيادة شدة التحفيز. وتؤدي شدة التحفيز إلى زيادة تواتر كمونات العمل فقط، وليس مقدارها. مع ذلك، تُظهر الخلايا العصبية ذات النطاق الديناميكي الواسع (WDR) زيادة في شدة كمونات العمل مع زيادة عدد مرات التعرض للتحفيز. ^{[ 7 ]} وهذا يسمح بمرونة المشابك العصبية ^{[ 7 ]} ويُضفي مرونة على الاستجابة العصبية. ورغم أن هذا قد يكون مفيدًا للكائن الحي، إلا أن فرط استثارة الخلايا العصبية قد يؤدي إلى ألم مزمن . ^{[ 4 ]}

عند حدوث مُحفز مؤلم، يوجد مساران محتملان. إما أن تتضرر الخلايا العصبية المُستقبلة للألم في الصفيحة الأولى من ريكسيد، أو أن تتضرر الخلايا العصبية ذات النطاق الديناميكي الواسع (WDR). ^{[ 8 ]} تستجيب الخلايا العصبية ذات النطاق الديناميكي الواسع (WDR) للمُحفزات الكهربائية والميكانيكية والحرارية. ^{[ 9 ]} يعاني الحبل الشوكي الظهري من خلل في اللدونة العصبية، مما يُشجع على تطور الألم العصبي بعد إصابة العصب. وهذا يُتيح فرط الاستثارة الذي نوقش سابقًا، مما يؤدي إلى ألم مزمن. ^{[ 10 ]} يسمح مسار الألم الفريد للخلايا العصبية ذات النطاق الديناميكي الواسع (WDR) باستخدام معلومات حول المُحفز لتحديد شدة الألم من خلال التمييز الحسي.

هناك نوعان رئيسيان من الألم الذي نشعر به في أجسامنا: الألم الناتج عن تلف أنسجة الجسم، والألم الناتج عن تلف الأعصاب. يعمل الألم الحسي كإنذار أو إشارة لتلف الأنسجة، ويساهم في الحفاظ على توازن الجسم ووظائفه. وينتج هذا الألم عن تفاعل الجهازين العصبيين المحيطي والمركزي . ^{[ 11 ]} أما النوع الآخر من الألم، المعروف بالألم العصبي، فينتج عن مشكلة أو مرض مباشر يؤثر على الأعصاب في الجهاز العصبي المركزي. ^{[ 11 ]}

يتميز نوع فرعي من هذا الألم العصبي، يُعرف بالألم العصبي المزمن، بطول مدته وشدته العالية. ورغم أن الكثير لا يزال مجهولاً حول السبب المباشر لهذا الألم المزمن، فقد رُبط بخلايا عصبية ذات استجابة ديناميكية واسعة (WDR). تُظهر هذه الخلايا العصبية تنشيطًا ملحوظًا عند تحفيز الجهاز العصبي الودي، بينما لا تُظهر خلايا عصبية أخرى، مثل الخلايا العصبية غير الحساسة (NS)، نفس مستوى التنشيط. ^{[ 12 ]} ويبدو أن حجب المسارات الودية يُخفف الألم، ولكن بمجرد إعادة تنشيطها، تستمر أعراض الألم. وهذا يُشير إلى أن أحد الآليات المعقدة العديدة التي تُساهم في هذا الألم العصبي المزمن هو فرط تحفيز الخلايا العصبية ذات الاستجابة الديناميكية الواسعة (WDR) بواسطة الجهاز العصبي الودي. ^{[ 11 ]}

من الجوانب الأخرى التي تلعب دورًا في الألم العصبي قناة مستقبلات عابرة تُسمى TRPA1 . من المعروف أن هذه القناة تؤثر على إصابات وأمراض الألم المزمن، مثل الالتهابات، والسكري، والألم العضلي الليفي ، والتهاب الشعب الهوائية ، وانتفاخ الرئة . ^{[ 13 ]} تُشكل الخلايا العصبية ذات النطاق الديناميكي الواسع (WDR) جزءًا كبيرًا من الجهاز الحسي الجسدي، حيث تُساعد في إرسال واستقبال الإشارات بناءً على التغيرات الحسية في الجسم. ترتبط قناة TRPA1 ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة والإحساس بالألم في الخلايا العصبية الحسية الواردة الأولية ، وتوجد بكثرة في الخلايا العصبية الحسية المُستقبلة للألم في العقد الجذرية الظهرية . ^{[ 14 ]} من المعروف أن تثبيط TRPA1 يُساهم في العديد من الأمراض الالتهابية والعصبية عن طريق تضخيم الألم وفرط الحساسية. ^{[ 13 ]} يُعد هذا مجالًا بحثيًا هامًا لمواصلة دراسة كيفية استهداف جوانب الأمراض الالتهابية والعصبية المزمنة والسيطرة عليها، لا سيما تلك المتعلقة بالاستجابات الحسية التي تلعب فيها الخلايا العصبية ذات النطاق الديناميكي الواسع (WDR) دورًا هامًا.

بالإضافة إلى ذلك، رُبط مسار الحكة أيضًا بخلايا عصبية ذات استجابة واسعة النطاق (WDR) نظرًا للارتباط الوثيق بين مساري الحكة والألم. ونظرًا لوجود قنوات مستقبلات عابرة في مسار الألم، فإنها موجودة أيضًا في مسار الحكة. في مسار الحكة، عند تنشيط هذه القنوات، يمكن استثارة استجابة الحكة. ويمكن التحكم في استجابات الحكة عن طريق تغيرات درجة الحرارة (ارتفاعًا أو انخفاضًا شديدًا)، تمامًا كما هو الحال مع الألم. تحدث آلية التحكم هذه عندما يكون المحفز عند درجة حرارة منخفضة للغاية أو مرتفعة للغاية. تزداد حساسية الكائن الحي للمحفز، مما يعني أن الألم أو الحكة المستحثة ستكون أكبر عند هذه الدرجات الحرارة مقارنةً بدرجة حرارة الغرفة. ^{[ 15 ]} على الرغم من وجود العديد من أوجه التشابه بين هذين المسارين، إلا أن هناك آليات أخرى يمكن من خلالها التحكم في إحساس الحكة، مثل تلك التي تتم عبر عامل نمو الأعصاب والمادة P. ^{[ 16 ]}

تشير فحوصات التصوير الدماغي إلى نشاط مماثل في العديد من مناطق الدماغ، مثل الفص الجبهي، والمناطق الحركية التكميلية، والقشرة الحركية الأمامية ، والقشرة الجزيرية الأمامية ، وغيرها الكثير، عند تنشيط مناطق الحكة والألم. ^{[ 14 ]} إن فهمًا أفضل لهذين المسارين سيوفر فهمًا أعمق للخلايا العصبية ذات النطاق الديناميكي الواسع.