الدماغ والاتصالات الكيميائية العصبية!1
حمض غاما أمينوبوتريك GABA Gamma- Aminobutyric Acid
حمض GABA هو الناقل الكيمائي المثبط الأساسي في الدماغ وفي العادة يتم إفرازه من قبل الخلايا العصبية البينية المحلية local interneurons، ووظيفته الحاسمة هي المحافظة على التوازن بين الإثارة والتثبيط في الجهاز العصبي المركزي. كذلك له دوره في حالات انخفاض التثبيط في حالات الصرع والقلق والتثبيط المفرط مثل التغفيق Narcolepsy.
مستقبلات GABA من صنفين الأولى هي مستقبلات GABA-A وتتميز بكونها أيونية وانتقائية لأيونات كلوريد بفرط الاستقطاب وهي الهدف الرئيسي لعقاقير بنزودايازبين Benzodiazepines . عقاقير بنزودايازبين تضخم تأثير GABA وهذا ما يدعى بالتأثير التفارغي الإيجابي Positive Allosteric Modulation عن طريق فتح المستقبلات وألفتها إلى GABA. أما العقاقير القديمة مثل فينوباربتون Phenobarbitone فهي لا تزيد فقط من ألفة المستقبلات لـGABA كما تفعل عقاقير بنزودايازبين وإنما تزيد من وقت انفتاح قنوات كلوريد وتسبب في زياد تثبيط الجهاز العصبي عموماً. عقاقير بنزودايازبين كثيرة الاستعمال وتساعد في علاجات نوبات القلق والتهيج والصرع واسترخاء العضلات لكنها في نفس الوقت قد تؤدي إلى اعتماد الإنسان عليها والإدمان.
الصنف الثاني هي مستقبلات GABA-B وهي مثبطة للاستقلاب وتعمل عن طريق زيادة تيارات بوتاسيوم وإزالة الاستقطاب وتقليل توليد الطاقة عن طريق أحادي فسفات الأدينوزين الحلقي Cyclic- Adenosine Mono-Phosphate C-AMP ويستهدفها عقار باكلوفين Baclofen لعلاج تشنج العضلات.
نورأدرينالين
تنشر الخلايا العصبية حاملة نورأدرينالين في مختلف مناطق الدماغ ومنشأها التكوين الشبكي Reticular Formation والموضع الأزرق Locus Coeruleus في جذع الدماغ. يتم امتصاص نورأدرينالين عبر ناقل نورأدرينالين Noradrenaline Transporter NET بعد إطلاقه في الفتح المشبكي وبعد ذلك يتم تحميله من قبل ناقل حويصلات أحادي الأمين Vesicular Monoamine Transporter إلى حويصلات أخرى استعدادا لإطلاقه مجدداً.
هناك عدة مستقبلات لنورأدرينالين ومعظمها أيضيةً تماشيا مع تأثيره السلوكي التنبهي، ويتم تحقيق ذلك مباشرة من خلال مستقبلات ألفا 1 Alpha وبيتا 1 Beta أو بصورة غير مباشرة عن طريق تثبيط الدوائر التثبيطية المركزية. أما مستقبلات ألفا-2 Alpha فهي تتواجد في الغشاء قبل المشبكي وتثبط إطلاق نورادرينالين.
هناك عدة عقاقير تثبط من الناقل نورأدرينالين وبالتالي يزداد تركيزه في الفتح المشبكي منها عقار دلوكستين Duloxetine، ريبوكستين Reboxetine ، مضادات اكتئاب ثلاثية الحلقة، عقار أتوموكستين Atomoxetine ، ميثيلفينديت Methylphenidate، وأمفيتامين Amphetamine .
أما مستقبلات ألفا2 Alpha المتواجدة في الغشاء قبل المشبكي فيتم استهدافها من قل عقار كلوندين Clonidine (مضاد ارتفاع ضغط الدم) الناهض لها، وصمتها من قبل عقار ترازدون Trazadone مضاد الاكتئاب.
ميلاتونين Melatonin
ميلاتونين هو أحادي أمين Monoamine وينتمي إلى مجموعة فرعية من إندولامينات Indolamines وسلفه هو تربتوفان Tryptophan . عملية تحول تربتوفان تتضمن عدة خطوات ونتيجتها إنتاج سيروتونين وميلاتونين وبالتالي تتأثر مستويات ميلاتونين بمستويات سيروتونين ونقص السيروتونين يؤدي إلى انخفاض مستويات ميلاتونين.
بما أن ميلاتونين هو أحادي أمين فهو يخضع إلى إعادة امتصاصه بناقل إلى منطقة قبل المشبك، ويتأثر بإعادة امتصاص سيروتونين كذلك. ميلاتونين هو هرمون في المقام الأول ويتم إطلاقه في مجرى الدم ومستوياته يتم تنظيمها عن طريق شبكية العين والغدة الصنوبرية التي تفرز معظم ميلاتونين في الجهاز العصبي المركزي. كذلك يتم إطلاق ميلاتونين محيطياً عن طريق الجلد ونخاع العظام. يمكن القول بأن معظم ميلاتونين يتم إنتاجه خارج الحاجز الدموي الدماغي ويبدو قادراً على اجتياز هذا الحاجز وممارسة تأثيره مركزيا ومحيطيا على الجهاز العصبي.
يرتبط ميلاتونين بمستقبلات في الدماغ ومناطق عدة في الجسم ويساهم في تنظيم إيقاع الساعة البيولوجية والتحكم في دورة النوم والاستيقاظ. هناك من يشير إلى أن ميلاتونين مضاد أكسدة له دوره في جهاز المناعة رغم أن الأدلة على ذلك غير مقنعة تماماً.
يعتبر نقص ميلاتونين إحدى آليات اضطراب النوم وبالذات الأرق. استعمال مكملات ميلاتونين يزيد من نوم حركات العين السريعة والأحلام ولذلك يتم استعماله في اضطراب التغفيق. لا توجد اضطرابات سببها ارتفاع مستويات ميلاتونين.
أوركسين Orexin
ومعروف أيضاً باسم هيبوكريتين Hypocretin وهو ببتيد عصبي يتم إنتاجه في الخلايا العصبية في المنطقة الجانية لتحت المهاد. مستقبلات أوركسين تعرف بـ أوركسين 1 وأوركسين 2 وهي مستقبلات مقترنة ببروتين G. يلعب أوركسين دوره في تنظيم دورة النوم / اليقظة وكذلك في موازنة توزن الطاقة والسوائل، التنظيم العاطفي، التوتر والمكافأة. فعالية أوركسين لا تقتصر فقط على الجهاز العصبي المركزي وإنما في تنشيط الجهاز العصبي اللاإرادي والغدد الصماء.
المواد الأفيونية
يتم إطلاق المواد الافيونية الداخلية في الدماغ مع التوتر والإصابات الجسدية وهي الية تكيفية تسمح للإنسان بتجاهل الألم والتركيز على سلوكيات أخرى تساعده على تجنب المواقف الضارة به. يتكون نظام المواد الافيونية الذاتية من ثلاث عائلات من ببتيدات عصبية أفيونيه وهي:
١- بيتا إندورفين. Beta-Endorphin
٢- إنكيفالين Enkephalin.
٣- دينورفينDynorphin.
هذه الببتيدات تعدل الألم وتلعب دورها في التنسيق الحركي، التعلم، الذاكرة، الحركة المعدية المعوية، والجهاز التناسلي. هناك أربع مستقبلات لها وهي:
1- ميو Mu
2- ديلتا Delta
3- كابا kappa
4- نوسبتين Nociptin NOPR
تنتشر هذه المستقبلات في المخطط Striatum، النواة البطنية في منطقة تحت المهاد، والتلفيف المسنن في الحصين Dentate Gyrus of the Hippocampus.هناك ثلاثة سلائف أفيونية داخلية المنشأ وهي برونكيفالين، برودينورفين، بروبيوميلانوكومارتين.
أستيلين كولين
أسيتيلين كولين ناقل عصبي حاسم في الجهاز العصبي المركزي ومسؤول أيضاً عن الانتقال الشبكي في جميع الوصلات العصبية العضليةNeuromuscular Junction . يحتوي أسيتيلين كولين على مجموعتين من المستقبلات:
１- نيكوتين Nicotinic وهي قنوات أيونية معظمها محيطية
２- مسكارينية Muscarinic ومعظمها مركزية وهي مستقبلات مقترنة ببروتين. هذه المستقبلات من صنفين وهي M1 وM2 وتتميز الأولى بإنتاج إثارة بطيئة عن طريق تقليل نفاذية الغشاء للبوتاسيوم في حين تسبب الثانية تثبيطاً بطيئا عن طريق فتح قنوات بوتاسيوم.
الانسداد الكامل لمستقبلات نيكوتين تسبب الشلل ويتم استهدافها في التخدير ويتم تحفيز هذه المستقبلات مع استعمال التبغ. يتوسط أسيتيل كولين العديد من الوظائف المعرفية مثل اليقظة والذاكرة ويتم استعمال مثبطات كولينايستريز Cholinesterase Inhibitors مثل ريفاستكمين Rivastigmine في علاج بعض أنواع السَّبَه (الخرف).
غلوتاميت Glutamate
غلوتاميت هو الناقل العصبي الأكثر إثارة للخلايا العصبية ويتم إزالته من الفتح المشبكي من قبل الخلايا الدبقية Glial Cells عن طريق ناقل يدعى ناقل الأحماض الأمينية المثيرة Excitatory Amino ACID Transporter. مستقبلات كلوتامات أيونية وأيضية والأيونية هي:
1- ن-ميثيل-د-أسبارتات N-Methyl-D-Aspartate NMDA
2- ألفا-أمين—٣ -هيدروكسي-٥-ميثيل-أزوكسول-حمض بربيونيك Alpha- Amino-3-Hydroxy-5-Methyl-4-Isoxazole-propionic acid AMPA
3- إيرسونا ِErsona
مشابك كلوتاميت العصبية هي الأكثر عدداً في الدماغ وتلعب دوراً حاسماً في جميع فعاليات الدماغ من حركية وحسية ومعرفية. يتم موازنة نشاط غلوتاميت المثير مقابل النشاط المثبط لغابا GABA ويسعى الدماغ إلى حصول حالة توازن وذلك في غاية الأهمية في حدوث نوبات صرعية وجميع مضادات الصرع تعمل عن طريق تقليل فعالية غلوتاميت أو زيادة فعالية GABA.
تتأثر مسارات غلوتاميت أيضاً بأدوية الخرف مثل ميمنتينMemantine المضاد لمستقبلات NMDA والمواد الكيمائية المستخدمة ترفيهيا مثل الكحول. فينسايكلدين Phencyclidine وكيتامين Ketamine من مضادات مستقبلات NMDA وتسبب أعراضا ذهانية. مسارات غلوتاميت لها دورها في تفسير فسيولوجية الاضطرابات الذهانية وهناك بحوث حول استهدافها بالعقاقير.
مصادر للاطلاع استند عليها المقال:
1- Teleanu R, Niculescu AG, Roza E, et al. Neurotransmitters- Key factors in neurological and neurodegenerative disorders of the central nervous sytem. Int J Mol Sci 2022; 23(11): 5954.
2- Hanada T. Ionotropic Glutamate Receptors in Epilepsy: A Review Focusing on AMPA and NMDA Receptors. Biomolecules. 2020;10:464. doi: 10.3390/biom10030464.
3- Lynall, Mary-Ellen; Jones, Peter B.; Stahl, Stephen M.. Cambridge Textbook of Neuroscience for Psychiatrists Cambridge University Press. Kindle Edition. 2023.
4- Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM, Siegelbaum SA, Hudspeth AJ. Principles of Neural Science, 5th ed. McGraw-Hill, Health Professions Division, 2013.
واقرأ أيضا:
دماغ اضطراب عجز الانتباه فرط الحركة / كيمياء السعادة في الدماغ
تعليقات الأعضاء