مستقبلات الأستيل كولين

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
بنية مستقبلات أستيل كولين النيكوتينية
أستيل كولين

مستقبل الأستيل كولين (يختصر AChR ) [ 1 ] أو مستقبل الكولين هو بروتين غشائي متكامل يستجيب لارتباط الأستيل كولين ، وهو ناقل عصبي .

تؤدي مستقبلات الأستيل كولين أدوارًا متنوعة في الجهاز العصبي المركزي ، والجهاز العصبي المحيطي ، والوصلات العصبية العضلية ، مع أن معظمها يعمل في الجهاز العصبي اللاودي. [ 2 ] كما أنها تساهم في نمو الجهاز العصبي المركزي، إذ تؤثر على عوامل مثل نمو الخلايا العصبية وتكوين المشابك العصبية. [ 3 ]

تصنيف

تُصنَّف مستقبلات الأستيل كولين، كغيرها من المستقبلات الغشائية ، وفقًا لخصائصها الدوائية، أو وفقًا لتقاربها وحساسيتها النسبية لجزيئات مختلفة. ورغم أن جميع مستقبلات الأستيل كولين، بحكم تعريفها، تستجيب للأستيل كولين، إلا أنها تستجيب لجزيئات أخرى أيضًا. [ 3 ]

النيكوتينية والمسكارينية نوعان رئيسيان من مستقبلات "الكولين". [ 3 ]

أنواع المستقبلات

أظهرت البيولوجيا الجزيئية أن مستقبلات النيكوتين والمسكارين تنتمي إلى عائلات بروتينية فائقة متميزة . توجد مستقبلات النيكوتين بنوعين: Nm وNn. يقع النوع Nm [ 4 ] في الوصلة العصبية العضلية، ويتسبب في انقباض العضلات الهيكلية عبر جهد نهاية الصفيحة (EPP). أما النوع Nn فيتسبب في إزالة الاستقطاب في العقد العصبية اللاإرادية، مما يؤدي إلى نبضات عصبية بعد العقدة. تحفز مستقبلات النيكوتين إطلاق الكاتيكولامينات من لب الكظر، كما تُحدث تنبيهًا أو تثبيطًا موضعيًا في الدماغ. كلا النوعين Nm وNn عبارة عن قنوات كاتيونية غير انتقائية، نفاذة لأيونات الصوديوم والبوتاسيوم، بالإضافة إلى أن النوع Nn يسمح بتدفق أيونات الكالسيوم.

ناتاشا

النيكوتين

مستقبلات الأسيتيل كولين النيكوتينية (nAChRs) هي قنوات أيونية تُفعَّل بالربيطة ، ومثلها مثل غيرها من أفراد عائلة قنوات الأيونات ذات البوابات الربيطية " حلقة السيستين "، تتكون من خمس وحدات بروتينية فرعية مرتبة بشكل متناظر كعصي خشبية حول برميل. يختلف تركيب الوحدات الفرعية اختلافًا كبيرًا بين الأنسجة المختلفة. تحتوي كل وحدة فرعية على أربعة مناطق تمتد عبر الغشاء وتتكون من حوالي 20 حمضًا أمينيًا. المنطقة الثانية، الأقرب إلى تجويف المسام، تُشكل بطانة المسام.

يؤدي ارتباط الأستيل كولين بالنهاية الأمينية لكل من الوحدتين الفرعيتين ألفا إلى دوران جميع حلزونات M2 بمقدار 15 درجة. [ 5 ] يحتوي الجانب السيتوبلازمي لمستقبل الأستيل كولين النيكوتيني (nAChR) على حلقات ذات شحنة سالبة عالية تحدد خصوصية الكاتيونات للمستقبل وتزيل غلاف التميؤ الذي غالبًا ما تشكله الأيونات في المحلول المائي. في المنطقة المتوسطة من المستقبل، داخل تجويف المسام، تحدد بقايا الفالين والليوسين (Val 255 وLeu 251) منطقة كارهة للماء يجب أن يمر عبرها الأيون المجفف . [ 6 ]

يوجد مستقبل الأستيل كولين النيكوتيني (nAChR) على حواف الطيات الوصلية في الوصلة العصبية العضلية على الجانب بعد المشبكي؛ ويتم تنشيطه بإطلاق الأستيل كولين عبر المشبك العصبي. يؤدي انتشار أيونات الصوديوم (Na +) والبوتاسيوم (K +) عبر المستقبل إلى إزالة الاستقطاب، وهو جهد الصفيحة النهائية، الذي يفتح قنوات الصوديوم ذات البوابات الفولتية ، مما يسمح بإطلاق جهد الفعل وربما انقباض العضلات.

mAChR

المسكارين
مستقبلات البروتين المقترن بالبروتين ج

على النقيض من ذلك، فإن مستقبلات الأستيل كولين المسكارينية (mAChRs) ليست قنوات أيونية، بل تنتمي إلى عائلة مستقبلات البروتين G المقترنة من الفئة A (شبيهة بالرودوبسين) التي تُفعّل سلسلة من الإشارات الثانوية . تحتوي مستقبلات الأستيل كولين المسكارينية على 7 نطاقات عبر غشائية. في الجهاز العصبي المركزي، تتواجد بشكل أساسي في الحصين والقشرة الدماغية والمهاد . وتساعد في نقل الإشارات في الجهاز العصبي المركزي والعقد العصبية اللاإرادية والعضلات الملساء والأعضاء نظيرة الودية. [ 2 ] هناك 5 أنواع فرعية من المستقبلات، وأكثرها شيوعًا في الدماغ هو النوع M1. تزيد الأنواع الفرعية M1 وM3 وM5 من استثارة الخلايا العصبية عند تنشيطها، بينما يُسبب النوعان الفرعيان M2 وM4 تثبيطًا قبل وبعد المشبك العصبي عند تنشيطهما. يُفعّل مستقبل الأستيل كولين المسكاريني بروتين G عند ارتباطه بالأستيل كولين خارج الخلية. [ 7 ] عند تنشيط مستقبلات Gq المثيرة، فإنها تُنتج فوسفوليباز C وبروتين كيناز C. ثم تُنتج هذه الأخيرة ثنائي أسيل جليسرول (DAG) وإينوزيتول ثلاثي الفوسفات (IP3)، مما يزيد من مستويات الكالسيوم داخل الخلايا، مُسببًا بذلك التفاعل المثير. أما Gi فهو المستقبل المُثبط الذي يُقلل من مستويات أدينيل سيكلاز ، مما يُؤدي إلى انخفاض في بروتين كيناز A و cAMP ، وبالتالي يُسبب التثبيط. [ 8 ]

الأصل والتطور

ترتبط مستقبلات الأستيل كولين بمستقبلات حمض غاما - أمينوبيوتيريك (GABA) والجليسين والسيروتونين 5-HT3 ، ويشير تشابه تسلسل البروتين وبنية الجينات فيها بقوة إلى أنها تطورت من مستقبل سلف مشترك. [ 9 ] في الواقع، يمكن لطفرات طفيفة نسبيًا، مثل تغيير ثلاثة أحماض أمينية في العديد من هذه المستقبلات، أن تحول قناة انتقائية للأيونات الموجبة إلى قناة انتقائية للأيونات السالبة تُفتح بواسطة الأستيل كولين، مما يدل على أن حتى الخصائص الأساسية يمكن أن تتغير بسهولة نسبية في التطور. [ 10 ]

علم الأدوية

يمكن تصنيف مُعدِّلات مستقبلات الأستيل كولين حسب أنواع المستقبلات الفرعية التي تعمل عليها:

الأسيتيل كولين ومستقبلاته
دواءنيوتن مترNnM1M2M3
أستيل كولين ، كارباكول ، ميثاكولين ، مثبط أستيل كولين إستراز ( فيزوستيغمين ، غالانتامين ، نيوستيغمين ، بيريدوستيغمين )+++++
النيكوتين ، فارينيكلين++
سوكسينيل كولين+/-
أتراكوريوم ، فيكورونيوم ، توبوكورارين ، بانكورونيوم-
إيباتيدين ، DMPP+
تريميثافان ، ميكاميلامين ، بوبروبيون ، ديكستروميثورفان ، هيكساميثونيوم-
المسكارين ، أوكسوتريمورين ، بيثانيكول ، بيلوكاربين+++
الأتروبين ، تولتيرودين ، أوكسيبوتينين---
فيداكليدين ، تالساكليدين ، زانوميلين ، إبراتروبيوم+
بيرينزيبين ، تيلينزيبين-
ميثوكتامين-
داريفيناسين ، 4-دامب ، سوليفيناسين-

دورها في الصحة والمرض

يمكن حجب مستقبلات أستيل كولين النيكوتينية بواسطة الكورار والهيكساميثونيوم والسموم الموجودة في سموم الأفاعي والمحار ، مثل ألفا - بونغاروتوكسين . ترتبط أدوية مثل حاصرات الوصل العصبي العضلي بشكل عكسي بمستقبلات النيكوتين في الوصل العصبي العضلي ، وتُستخدم بشكل روتيني في التخدير. تُعد مستقبلات النيكوتين الوسيط الرئيسي لتأثيرات النيكوتين . في الوهن العضلي الوبيل ، تستهدف الأجسام المضادة المستقبلات الموجودة في الوصل العصبي العضلي ، مما يؤدي إلى ضعف العضلات.

يمكن حجب مستقبلات الأستيل كولين المسكارينية بواسطة عقاري الأتروبين والسكوبولامين .

متلازمة الوهن العضلي الخلقي (CMS) هي اضطراب عصبي عضلي وراثي ناتج عن عيوب متعددة في الوصلة العصبية العضلية . تُعدّ العيوب بعد المشبكية السبب الأكثر شيوعًا لمتلازمة الوهن العضلي الخلقي، وغالبًا ما تؤدي إلى تشوهات في مستقبلات أستيل كولين النيكوتينية. تقع غالبية الطفرات المسببة لمتلازمة الوهن العضلي الخلقي في جينات الوحدات الفرعية لمستقبلات أستيل كولين. [ 11 ]

من بين جميع الطفرات المرتبطة بمتلازمة الوهن العضلي الخلقي، أكثر من نصفها طفرات في أحد الجينات الأربعة التي تشفر وحدات مستقبلات الأستيل كولين لدى البالغين. غالبًا ما تؤدي طفرات مستقبلات الأستيل كولين إلى نقص في الصفيحة النهائية. معظم هذه الطفرات هي طفرات في جين CHRNE ، حيث تسبب الطفرات التي تشفر مستقبلات الأستيل كولين النيكوتينية ألفا 5 زيادة في قابلية الإدمان. يشفر جين CHRNE الوحدة الفرعية إبسيلون من مستقبلات الأستيل كولين. معظم هذه الطفرات هي طفرات متنحية جسدية تؤدي إلى فقدان الوظيفة، وبالتالي يحدث نقص في مستقبلات الأستيل كولين في الصفيحة النهائية. يرتبط جين CHRNE بتغيير الخصائص الحركية لمستقبلات الأستيل كولين. [ 12 ] أحد أنواع الطفرات في الوحدة الفرعية إبسيلون من مستقبلات الأستيل كولين يُدخل الأرجينين في موقع الارتباط عند واجهة الوحدتين الفرعيتين ألفا وإبسيلون للمستقبل. يؤدي إدخال الأرجينين الموجب الشحنة إلى البيئة السالبة الشحنة لموقع ارتباط مستقبلات الأستيل كولين إلى تقليل الخصائص الحركية للمستقبل بشكل كبير. وتتمثل نتيجة الأرجينين المُدخل حديثًا في انخفاض ألفة المُحفز بمقدار 30 ضعفًا، وانخفاض كفاءة الفتح بمقدار 75 ضعفًا، وانخفاض احتمالية فتح القناة بشكل كبير. ويؤدي هذا النوع من الطفرات إلى شكل مميت للغاية من متلازمة الوهن العضلي الخلقي. [ 13 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ لورانس، إليانور. "AChR". قاموس هندرسون للمصطلحات البيولوجية (  الطبعة العاشرة). ص  1. ISBN 0-470-21446-5.
  2. 1 2 تيواري، براشانت؛ دويفيدي، شوبانجي؛ سينغ، موكيش براتاب؛ ميشرا، راهول؛ تشاندي، أنيش (2013-10-01). "المفاهيم الأساسية والحديثة حول مستقبلات الكولين: مراجعة" . مجلة آسيا والمحيط الهادئ للأمراض الاستوائية . 3 (5): 413-420 . doi : 10.1016/S2222-1808(13)60094-8 . ISSN 2222-1808 . 
  3. 1 2 3 كارلسون، أدلي ب.؛ كراوس، غريغوري ب. (2023-08-14)، "علم وظائف الأعضاء، مستقبلات الكولين" ، ستات بيرلز [إنترنت] ، ستات بيرلز للنشر، PMID 30252390 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 2025-12-02 
  4. ↑ "المرجع على image.slidesharecdn.com" .
  5. ↑ دويل، د. أ. (2004). "التغيرات البنيوية أثناء فتح قنوات الأيونات". اتجاهات في علم الأعصاب . 27 (6): 298-302 . doi : 10.1016/j.tins.2004.04.004 . PMID 15165732. S2CID 36451231 .  
  6. ↑ ميازاوا أ، فوجيوشي ي، أنوين ن (2003). " بنية وآلية فتح مسام مستقبلات الأستيل كولين". نيتشر . 423 (6943): 949-55 . Bibcode : 2003Natur.423..949M . doi : 10.1038/nature01748 . PMID 12827192. S2CID 205209809 .  
  7. ↑ براون، ديفيد أ. (2019-01-01). "أستيل كولين ومستقبلات الكولين" . مجلة التقدم في علم الأعصاب والدماغ . 3 2398212818820506. doi : 10.1177/2398212818820506 . ISSN 2398-2128 . PMC 7058246. PMID 32166177 .   
  8. ↑ كودلاك، ميغان؛ تادي، براسانا (2025)، "علم وظائف الأعضاء، مستقبلات المسكارين" ، ستات بيرلز ، تريجر آيلاند (فلوريدا): دار نشر ستات بيرلز، PMID 32310369 ، تاريخ الاسترجاع 2025-12-02 
  9. ↑ أورتيلز، إم أو؛ لونت، جي جي (مارس 1995). "التاريخ التطوري لعائلة مستقبلات قنوات الأيونات المرتبطة بالليجاند". اتجاهات في علم الأعصاب . 18 (3): 121-127 . doi : 10.1016/0166-2236(95)93887-4 . ISSN 0166-2236 . PMID 7754520. S2CID 18062185 .   
  10. ↑ غالزي، جيه إل؛ ديفيلرز-تييري، أ؛ هوسي، ن؛ بيرتراند، س؛ شانجيو، جيه بي؛ بيرتراند، د. (8 أكتوبر 1992). "الطفرات في نطاق القناة لمستقبل النيكوتين العصبي تحول انتقائية الأيونات من كاتيونية إلى أنيونية". نيتشر . 359 ( 6395): 500-505 . Bibcode : 1992Natur.359..500G . doi : 10.1038/359500a0 . ISSN 0028-0836 . PMID 1383829. S2CID 4266961 .   
  11. ↑ كوسينز، ج.؛ بيرك، ج.؛ ماكسويل، س.؛ سبيرمان، هـ.؛ مان، س.؛ كوكس، ج.؛ فنسنت، أ.؛ بالاس، ج.؛ فوهرر، س.؛ بيسون، د. (2006). "آليات جزيئية متنوعة متورطة في نقص مستقبلات الأستيل كولين الناتج عن طفرات رابسين" . الدماغ . 129 (10): 2773-2783 . doi : 10.1093/brain/awl219 . PMID 16945936 . 
  12. ↑ أبيشت، أ.؛ دوسل، م.؛ غالينمولر، س.؛ غيرغولتشيفا، ف.؛ شارا، أ.؛ ديلا مارينا، أ.؛ ويبلر، إ.؛ ألماراس، س.؛ ميخايلوفا، ف.؛ فون دير هاغن، م.؛ هوبنر، أ.؛ شاوش، أ.؛ مولر، ج.س.؛ لوخمولر، هـ. (2012). "متلازمات الوهن العضلي الخلقي: إنجازات وقيود تسلسل الجينات الموجه بالنمط الظاهري في الممارسة التشخيصية: دراسة على 680 مريضًا". الطفرات البشرية . 33 (10): 1474-1484 . doi : 10.1002/humu.22130 . PMID 22678886. S2CID 30868022 .  
  13. ↑ شين، إكس. إم.؛ برينغمان، جيه إم؛ إدواردسون، إس.؛ ساين، إس إم؛ إنجل، إيه جي (2012). "متلازمة القناة السريعة شديدة الخطورة الناجمة عن طفرة في وحدة مستقبلات الأستيل كولين في موقع ارتباط المُحفِّز" . علم الأعصاب . 79 (5): 449-454 . doi : 10.1212/WNL.0b013e31825b5bda . PMC 3405251. PMID 22592360 .