المشبك العصبي

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 7 صور
الموسوعة الحرة

رسم تخطيطي لاتصال مشبكي كيميائي

في الجهاز العصبي ، المشبك العصبي [1] هو بنية تسمح لخلية عصبية (أو خلية عصبية) بنقل إشارة كهربائية أو كيميائية إلى خلية عصبية أخرى أو إلى الخلية المؤثرة المستهدفة. يمكن أن تكون المشابك العصبية كيميائية أو كهربائية. في حالة المشابك العصبية الكهربائية ، ترتبط الخلايا العصبية بشكل ثنائي الاتجاه في وقت مستمر مع بعضها البعض [2] [3] [4] ومن المعروف أنها تنتج نشاطًا شبكيًا متزامنًا في الدماغ [5] ولكن يمكن أن يؤدي ذلك إلى ديناميكيات مستوى الشبكة الأكثر تعقيدًا مثل الفوضى. [6] [7] وعلى هذا النحو، لا يمكن دائمًا تعريف اتجاه الإشارة عبر المشابك العصبية الكهربائية. [8]

تعتبر المشابك العصبية ضرورية لنقل النبضات العصبية من خلية عصبية إلى أخرى، [9] حيث تلعب دورًا رئيسيًا في تمكين الاتصال السريع والمباشر من خلال إنشاء الدوائر. بالإضافة إلى ذلك، تعمل المشبك العصبي كنقطة اتصال حيث يحدث كل من نقل المعلومات ومعالجتها، مما يجعلها وسيلة حيوية للتواصل بين الخلايا العصبية. [10] تتخصص الخلايا العصبية في تمرير الإشارات إلى الخلايا المستهدفة الفردية، والمشابك العصبية هي الوسيلة التي تفعل بها ذلك.

عند المشبك، يصبح الغشاء البلازمي للخلية العصبية الناقلة للإشارة ( الخلية العصبية قبل المشبكية ) في تقارب وثيق مع غشاء الخلية المستهدفة ( ما بعد المشبكية ). يحتوي كل من المواقع قبل المشبكية وما بعد المشبكية على مجموعات واسعة من الآلات الجزيئية التي تربط الغشاءين معًا وتنفذ عملية الإشارة. في العديد من المشابك، يقع الجزء قبل المشبكي على المحور ويقع الجزء ما بعد المشبكي على شجيرة أو جسم عصبي . تتبادل الخلايا النجمية أيضًا المعلومات مع الخلايا العصبية المشبكية، وتستجيب للنشاط المشبكي، وبالتالي تنظم النقل العصبي . [9] يتم تثبيت المشابك (المشابك الكيميائية على الأقل) في موضعها بواسطة جزيئات الالتصاق المشبكية (SAMs) التي تبرز من كل من الخلية العصبية قبل وبعد المشبكية وتلتصق ببعضها البعض حيث تتداخل؛ قد تساعد جزيئات الالتصاق المشبكية أيضًا في تكوين المشابك ووظيفتها. [11] علاوة على ذلك، تنسق الخلايا العصبية الحسية تشكيل المشابك، حيث تعمل أنواع مختلفة معًا لتحقيق الخصوصية الملحوظة للمشابك. [10] [12] في الأساس، تعمل الخلايا العصبية الحسية في كل من المشابك المثيرة والمثبطة، ومن المرجح أن تعمل كأجهزة لنقل الإشارة. [10]

تاريخ

اقترح سانتياغو رامون إي كاخال أن الخلايا العصبية ليست متصلة في جميع أنحاء الجسم، ولكنها لا تزال تتواصل مع بعضها البعض، وهي الفكرة المعروفة باسم عقيدة الخلايا العصبية . [13] تم تقديم كلمة "مشبك" في عام 1897 من قبل عالم وظائف الأعصاب الإنجليزي تشارلز شيرينجتون في كتاب مايكل فوستر لعلم وظائف الأعضاء . [1] كافح شيرينجتون لإيجاد مصطلح جيد يؤكد على الاتحاد بين عنصرين منفصلين ، واقترح المصطلح الفعلي "مشبك" من قبل الباحث الكلاسيكي الإنجليزي آرثر وولجار فيرال ، وهو صديق لفوستر. [14] [15] الكلمة مشتقة من الكلمة اليونانية Synapsis ( σύναψις ) والتي تعني "الارتباط"، والتي بدورها مشتقة من Synaptein ( συνάπτειν ) ومن Syn ( σύν ) "معًا" و haptein ( ἅπτειν ) "لربط". [14] [16]

ومع ذلك، في حين ظلت الفجوة المشبكية مجرد فكرة نظرية، وتم الإبلاغ عنها أحيانًا باعتبارها انقطاعًا بين النهايات المحورية المتجاورة والتغصنات أو أجسام الخلايا، فإن الطرق النسيجية باستخدام أفضل المجاهر الضوئية في ذلك الوقت لم تتمكن من حل فصلها بصريًا والذي يُعرف الآن أنه يبلغ حوالي 20 نانومترًا. كان الأمر يتطلب المجهر الإلكتروني في الخمسينيات من القرن العشرين لإظهار البنية الدقيقة للمشبك بأغشيته وعملياته قبل المشبكية وبعدها المتوازية المنفصلة، ​​والشق بين الاثنين. [17] [18] [19]

أنواع

مثال على التشابك الكيميائي من خلال إطلاق النواقل العصبية مثل الأستيل كولين أو حمض الجلوتاميك

المشابك الكيميائية والكهربائية هي طريقتان للانتقال المشبكي.

  • في المشبك الكيميائي ، يتم تحويل النشاط الكهربائي في الخلية العصبية قبل المشبكية (عبر تنشيط قنوات الكالسيوم ذات البوابات الجهدية ) إلى إطلاق مادة كيميائية تسمى الناقل العصبي الذي يرتبط بالمستقبلات الموجودة في الغشاء البلازمي للخلية ما بعد المشبكية. قد يبدأ الناقل العصبي استجابة كهربائية أو مسار رسول ثانوي قد يثير أو يثبط الخلية العصبية ما بعد المشبكية. يمكن تصنيف المشابك الكيميائية وفقًا للناقل العصبي المنطلق: الغلوتامات (غالبًا مثير) وحمض جاما أمينوبوتيريك (غالبًا مثبط) والكوليني (مثل الوصلة العصبية العضلية الفقارية ) والأدرينالية (تطلق النورأدرينالين ). نظرًا لتعقيد نقل إشارة المستقبل ، يمكن أن يكون للمشابك الكيميائية تأثيرات معقدة على الخلية ما بعد المشبكية.
  • في المشبك الكهربائي ، يتم توصيل الأغشية الخلوية قبل المشبكية وبعد المشبكية بواسطة قنوات خاصة تسمى الوصلات الفجوية القادرة على تمرير تيار كهربائي، مما يتسبب في حدوث تغييرات في الجهد في الخلية قبل المشبكية لتحريض تغييرات في الجهد في الخلية بعد المشبكية. [20] [21] في الواقع، تسهل الوصلات الفجوية التدفق المباشر للتيار الكهربائي دون الحاجة إلى النواقل العصبية، وكذلك الجزيئات الصغيرة مثل الكالسيوم. [22] وبالتالي، فإن الميزة الرئيسية للمشبك الكهربائي هي النقل السريع للإشارات من خلية إلى أخرى. [20]
  • المشابك الكهربائية الكيميائية المختلطة هي مواقع مشبكية تتميز بكل من الوصلة الفجوية وإطلاق الناقل العصبي. [23] [24] يسمح هذا المزيج للإشارة بأن تحتوي على مكون سريع (كهربائي) ومكون بطيء (كيميائي).

يبدو أن تكوين الدوائر العصبية في الأجهزة العصبية يعتمد بشكل كبير على التفاعلات الحاسمة بين المشابك الكيميائية والكهربائية. وبالتالي فإن هذه التفاعلات تحكم توليد النقل المشبكي. [21] يختلف الاتصال المشبكي عن الاقتران اللمسي ، حيث يحدث الاتصال بين الخلايا العصبية عبر المجالات الكهربائية غير المباشرة. الاقتران اللمسي هو مشبك كيميائي أو كهربائي يتشكل عندما يتشابك محور خلية عصبية واحدة مع شجيرات من نفس الخلية العصبية.

مثير ومثبط

  1. المشبك المثير: يعزز احتمالية الاستقطاب في الخلايا العصبية ما بعد المشبكية وبدء جهد الفعل.
  2. المشبك المثبط: يقلل من احتمالية الاستقطاب في الخلايا العصبية ما بعد المشبكية وبدء جهد الفعل.

يؤدي تدفق أيونات الصوديوم التي تحركها النواقل العصبية المثيرة إلى فتح قنوات الكاتيون، مما يؤدي إلى استقطاب الغشاء ما بعد المشبكي نحو عتبة جهد الفعل. وعلى النقيض من ذلك، تتسبب النواقل العصبية المثبطة في أن يصبح الغشاء ما بعد المشبكي أقل استقطابًا من خلال فتح قنوات الكلوريد أو البوتاسيوم، مما يقلل من إطلاق النار. اعتمادًا على موقع إطلاقها، والمستقبلات التي ترتبط بها، والظروف الأيونية التي تواجهها، يمكن أن تكون النواقل المختلفة إما مثيرة أو مثبطة. على سبيل المثال، يمكن للأستيل كولين إما أن يثير أو يثبط اعتمادًا على نوع المستقبلات التي يرتبط بها. [25] على سبيل المثال، يعمل الجلوتامات كناقل عصبي مثير، على عكس حمض جاما أمينوبوتيريك، الذي يعمل كناقل عصبي مثبط. بالإضافة إلى ذلك، فإن الدوبامين هو ناقل عصبي يمارس تأثيرات مزدوجة، حيث يُظهر تأثيرات مثيرة ومثبطة من خلال الارتباط بمستقبلات مميزة. [26]

تمنع إمكانية الغشاء أيون الكلوريد من دخول الخلية، حتى عندما يكون تركيزه أعلى بكثير خارج الخلية منه داخلها. إن إمكانية عكس أيون الكلوريد في العديد من الخلايا العصبية سلبية للغاية، وتكاد تساوي إمكانية الراحة . يميل فتح قنوات الكلوريد إلى تخفيف إمكانية الغشاء، ولكن هذا التأثير يتبدد عندما يبدأ الغشاء في الاستقطاب، مما يسمح لمزيد من أيونات الكلوريد المشحونة سلبًا بدخول الخلية. وبالتالي، يصبح من الصعب استقطاب الغشاء وإثارة الخلية عندما تكون قنوات الكلوريد مفتوحة. تنتج تأثيرات مماثلة عن فتح قنوات البوتاسيوم. تتضح أهمية النواقل العصبية المثبطة من تأثيرات السموم التي تعيق نشاطها. على سبيل المثال، يرتبط الإستركنين بمستقبلات الجلايسين، مما يمنع عمل الجلايسين ويؤدي إلى تشنجات العضلات والتشنجات والموت. [25]

الواجهات

يمكن تصنيف المشابك العصبية حسب نوع الهياكل الخلوية التي تعمل كمكونات ما قبل المشبك وما بعده. الغالبية العظمى من المشابك العصبية في الجهاز العصبي الثديي هي مشابك محورية شجيرية كلاسيكية (تشابك محوري على شجيري)، ومع ذلك، توجد مجموعة متنوعة من الترتيبات الأخرى. وتشمل هذه على سبيل المثال لا الحصر [ بحاجة لتوضيح ] المشابك المحورية المحورية ، والشجيرية الشجيرية ، والمحورية الإفرازية، والمحورية الهدبية، [27] والمشابك الجسدية الشجيرية، والشجيرية الجسدية، والجسدية الجسدية. [ بحاجة لمصدر ]

في الواقع، يمكن للمحور العصبي أن يتشابك مع شجيرة عصبية، أو مع جسم خلية، أو مع محور عصبي آخر أو مع نهاية محور عصبي، وكذلك مع مجرى الدم أو بشكل منتشر في الأنسجة العصبية المجاورة.

أنواع مختلفة من المشابك العصبية

تحويل الإشارات الكيميائية إلى إشارات كهربائية

إن النواقل العصبية عبارة عن جزيئات إشارة صغيرة مخزنة في حويصلات مشبكية محاطة بغشاء ويتم إطلاقها عن طريق الطرد الخلوي. والواقع أن التغير في الجهد الكهربائي في الخلية قبل المشبكية يحفز إطلاق هذه الجزيئات. وعن طريق الارتباط بقنوات الأيونات التي تتحكم فيها النواقل العصبية، يتسبب الناقل العصبي في حدوث تغيير كهربائي في الخلية بعد المشبكية وينتشر بسرعة عبر الشق المشبكي. وبمجرد إطلاقه، يتم التخلص من الناقل العصبي بسرعة، إما عن طريق امتصاصه بواسطة الطرف العصبي الذي أنتجها، أو عن طريق امتصاصه بواسطة الخلايا الدبقية القريبة، أو عن طريق تكسيره بواسطة إنزيمات محددة في الشق المشبكي. وتعمل العديد من بروتينات الناقل العصبي المعتمدة على الصوديوم على إعادة تدوير النواقل العصبية وتمكين الخلايا من الحفاظ على معدلات إطلاق سريعة.

عند المشابك الكيميائية، تلعب قنوات الأيونات التي يتم التحكم فيها بواسطة الناقل دورًا حيويًا في تحويل النبضات الكيميائية خارج الخلية بسرعة إلى إشارات كهربائية. توجد هذه القنوات في الغشاء البلازمي للخلية ما بعد المشبكية عند منطقة المشبك، وهي تفتح مؤقتًا استجابةً لارتباط جزيء الناقل العصبي، مما يتسبب في حدوث تغيير مؤقت في نفاذية الغشاء. بالإضافة إلى ذلك، تكون القنوات التي يتم التحكم فيها بواسطة الناقل أقل حساسية نسبيًا لإمكانات الغشاء من القنوات التي يتم التحكم فيها بواسطة الجهد، وهذا هو السبب في أنها غير قادرة على توليد إثارة ذاتية التضخيم من تلقاء نفسها. ومع ذلك، فإنها تؤدي إلى اختلافات تدريجية في إمكانات الغشاء بسبب النفاذية المحلية، والتي تتأثر بكمية ومدة الناقل العصبي المنطلق عند المشبك. [25]

في الآونة الأخيرة، وجد أن التوتر الميكانيكي، وهي ظاهرة لم يعتقد أحد أنها ذات صلة بوظيفة المشبك العصبي، مطلوبة لإطلاق الخلايا العصبية في الحُصين. [28]

إطلاق النواقل العصبية

ترتبط النواقل العصبية بمستقبلات أيونوتروبيكية على الخلايا العصبية ما بعد المشبكية، مما يتسبب في فتحها أو إغلاقها. [26] قد تلعب الاختلافات في كميات النواقل العصبية المنبعثة من الخلية العصبية قبل المشبكية دورًا في تنظيم فعالية النقل المشبكي. في الواقع، يشارك تركيز الكالسيوم السيتوبلازمي في تنظيم إطلاق النواقل العصبية من الخلايا العصبية قبل المشبكية. [29]

تتضمن عملية النقل الكيميائي عدة عمليات متسلسلة:

  1. تركيب النواقل العصبية داخل الخلية العصبية قبل المشبكية.
  2. تحميل النواقل العصبية في الحويصلات الإفرازية.
  3. السيطرة على إطلاق النواقل العصبية في الشق المشبكي.
  4. ربط النواقل العصبية بمستقبلات ما بعد المشبكية.
  5. إيقاف نشاط النواقل العصبية المنطلقة. [30]

الاستقطاب المشبكي

تعتمد وظيفة الخلايا العصبية على قطبية الخلية . يسمح الهيكل المميز للخلايا العصبية لإمكانات الفعل بالسفر في اتجاه معين (من التشعبات إلى جسم الخلية أسفل المحور العصبي)، ومن ثم يتم استقبال هذه الإشارات وحملها بواسطة الخلايا العصبية بعد المشبكية أو استقبالها بواسطة الخلايا المؤثرة. لطالما استخدمت الخلايا العصبية كنماذج للاستقطاب الخلوي، ومن الأمور ذات الأهمية الخاصة الآليات الكامنة وراء التوطين المستقطب للجزيئات المشبكية. تلعب إشارات PIP2 التي ينظمها IMPase دورًا لا يتجزأ في القطبية المشبكية.

الفوسفوإينوزيتيدات ( PIP ، PIP2، و PIP3 ) هي جزيئات ثبت أنها تؤثر على الاستقطاب العصبي. [31] تم التعرف على جين ( ttx-7 ) في Caenorhabditis elegans الذي يشفر إنزيم ميو -إينوزيتول أحادي الفوسفاتاز (IMPase)، وهو إنزيم ينتج إينوزيتول عن طريق إزالة فسفرة فوسفات إينوزيتول . أظهرت الكائنات الحية التي تحتوي على جينات ttx-7 الطافرة عيوبًا سلوكية وتوطينية، والتي تم إنقاذها من خلال التعبير عن إنزيم IMPase. أدى هذا إلى استنتاج مفاده أن إنزيم IMPase مطلوب للتوطين الصحيح لمكونات البروتين المشبكية. [32] [33] يشفر جين egl-8 نظير إنزيم فسفوليباز C β (PLCβ)، وهو إنزيم يشق PIP2. عندما كان لدى طفرات ttx-7 أيضًا جين egl-8 المتحور ، تم عكس العيوب الناجمة عن جين ttx-7 المعيب إلى حد كبير. تشير هذه النتائج إلى أن إشارات PIP2 تؤسس توطينًا مستقطبًا للمكونات المشبكية في الخلايا العصبية الحية. [32]

التعديل قبل المشبكي

يعد تعديل إطلاق الناقل العصبي بواسطة مستقبلات البروتين ج المقترنة (GPCRs) آلية ما قبل المشبك البارزة لتنظيم النقل المشبكي . يمكن أن يؤدي تنشيط مستقبلات البروتين ج المقترنة الموجودة في الطرف ما قبل المشبك إلى تقليل احتمالية إطلاق الناقل العصبي. يتضمن هذا الاكتئاب ما قبل المشبكي تنشيط بروتينات ج من النوع Gi/o التي تتوسط آليات تثبيط مختلفة، بما في ذلك تثبيط قنوات الكالسيوم ذات الجهد الكهربائي ، وتنشيط قنوات البوتاسيوم ، والتثبيط المباشر لعملية اندماج الحويصلات .

تشارك القنب الداخلي ، الذي يتم تصنيعه وإطلاقه من العناصر العصبية ما بعد المشبكية ومستقبلاتها ذات الصلة ، بما في ذلك مستقبل (GPCR) CB1 الموجود في الطرف قبل المشبك، في هذا التعديل من خلال عملية إشارات رجعية ، حيث يتم تصنيع هذه المركبات وإطلاقها من العناصر العصبية ما بعد المشبكية وتعود إلى الطرف قبل المشبكية للعمل على مستقبل CB1 للاكتئاب المشبكي قصير المدى أو طويل المدى، مما يتسبب في انخفاض قصير المدى أو طويل المدى في إطلاق الناقل العصبي. [34]

تأثيرات الأدوية على القنوات الأيونية المرتبطة بالربيطة

لطالما اعتُبرت الأدوية أهدافًا بالغة الأهمية للقنوات الأيونية التي تتحكم بها الناقلات. تعمل غالبية الأدوية المستخدمة لعلاج الفصام والقلق والاكتئاب والأرق في المشابك الكيميائية، وتعمل العديد من هذه الأدوية عن طريق الارتباط بالقنوات التي تتحكم بها الناقلات. على سبيل المثال، ترتبط بعض الأدوية مثل الباربيتورات والمهدئات بمستقبلات GABA وتعزز التأثير المثبط للناقل العصبي GABA. وبالتالي، فإن انخفاض تركيز GABA يمكّن من فتح قنوات Cl-.

علاوة على ذلك، يمكن للعقاقير المؤثرة على العقل أن تستهدف العديد من مكونات آلية الإشارات المشبكية الأخرى. في الواقع، يتم إطلاق العديد من النواقل العصبية بواسطة ناقلات مدفوعة بـ Na+ ويتم إزالتها لاحقًا من الشق المشبكي. من خلال تثبيط مثل هذه الناقلات، يتم تعزيز النقل المشبكي مع إطالة عمل الناقل. على سبيل المثال، بروزاك هو دواء مضاد للاكتئاب يعمل عن طريق منع امتصاص الناقل العصبي السيروتونين. أيضًا، تعمل مضادات الاكتئاب الأخرى عن طريق تثبيط إعادة امتصاص كل من السيروتونين والنورادرينالين. [25]

النشوء الحيوي

في النهايات العصبية، يتم إنتاج الحويصلات المشبكية بسرعة للتعويض عن استنزافها السريع أثناء إطلاق الناقل العصبي. يتضمن تكوينها الحيوي فصل بروتينات غشاء الحويصلات المشبكية عن البروتينات الخلوية الأخرى وتعبئة تلك البروتينات المميزة في حويصلات ذات حجم مناسب. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يستلزم عملية البلعمة الخلوية لبروتينات غشاء الحويصلات المشبكية من الغشاء البلازمي. [35]

تشير مصطلحات Synaptoblastic و Synaptoclastic إلى أنشطة إنتاج وإزالة المشابك ضمن سلسلة الإشارات الكيميائية الحيوية. يرتبط هذا المصطلح ببروتوكول Bredesen لعلاج مرض الزهايمر ، والذي يصور مرض الزهايمر على أنه اختلال في التوازن بين هذه العمليات. اعتبارًا من أكتوبر 2023، تظل الدراسات المتعلقة بهذا البروتوكول صغيرة ولم يتم الحصول على سوى نتائج قليلة ضمن إطار تحكم موحد.

الدور في الذاكرة

التحفيز والاكتئاب

من المقبول على نطاق واسع أن المشبك يلعب دورًا رئيسيًا في تكوين الذاكرة . [36] يمكن أن يستمر استقرار الذاكرة طويلة المدى لسنوات عديدة؛ ومع ذلك، فإن المشابك، الأساس العصبي للذاكرة، ديناميكية للغاية. [37] يعتمد تكوين الاتصالات المشبكية بشكل كبير على اللدونة المشبكية المعتمدة على النشاط والتي لوحظت في مسارات مشبكية مختلفة. في الواقع، فإن الارتباط بين تكوين الذاكرة والتغيرات في الفعالية المشبكية تمكن من تعزيز التفاعلات العصبية بين الخلايا العصبية. عندما تقوم النواقل العصبية بتنشيط المستقبلات عبر الشق المشبكي، يتم تعزيز الاتصال بين الخليتين العصبيتين عندما تكون كلتا الخليتين نشطتين في نفس الوقت، نتيجة لآليات إشارات المستقبل. يُعتقد أن قوة المسارين العصبيين المتصلين تؤدي إلى تخزين المعلومات، مما يؤدي إلى الذاكرة. تُعرف عملية تقوية المشبك هذه باسم التعزيز طويل الأمد (LTP) . [36]

من خلال تغيير إطلاق النواقل العصبية، يمكن التحكم في مرونة المشابك العصبية في الخلية قبل المشبكية. ويمكن تنظيم الخلية ما بعد المشبكية عن طريق تغيير وظيفة وعدد مستقبلاتها. ترتبط التغييرات في الإشارات ما بعد المشبكية بشكل شائع بـ LTP المعتمد على مستقبلات حمض N-methyl-d-aspartic (NMDAR) والاكتئاب طويل الأمد (LTD) بسبب تدفق الكالسيوم إلى الخلية ما بعد المشبكية، والتي تعد أكثر أشكال المرونة التي تم تحليلها في المشابك المثيرة. [38]

آلية عمل بروتين كيناز

وعلاوة على ذلك، فإن بروتين كيناز II المعتمد على الكالسيوم/الكالموديولين (CaM) معروف بشكل أفضل لأدواره في الدماغ، وخاصة في مناطق القشرة الحديثة والحُصين لأنه يعمل كوسيط في كل مكان لإشارات الكالسيوم الخلوية. يوجد بروتين كيناز II بوفرة في الجهاز العصبي، ويتركز بشكل أساسي في المشابك العصبية في الخلايا العصبية. والواقع أن بروتين كيناز II تم تحديده بشكل قاطع باعتباره منظمًا رئيسيًا للعمليات الإدراكية، مثل التعلم، والمرونة العصبية. وقد تم إثبات أول دليل تجريبي ملموس على الوظيفة المفترضة منذ فترة طويلة لبروتين كيناز II في تخزين الذاكرة.

في حين أن ارتباط Ca2+/CaM يحفز نشاط CaMKII، يمكن أيضًا إنتاج نشاط CaMKII المستقل عن Ca2+ من خلال عدد من العمليات الأخرى. يصبح CaMKII نشطًا عن طريق الفسفرة الذاتية عند ارتباط Ca2+/الكالموديولين. لا يزال CaMKII نشطًا ويفسفور نفسه حتى بعد انقسام Ca2+؛ ونتيجة لذلك، يخزن الدماغ الذكريات طويلة الأمد باستخدام هذه الآلية. ومع ذلك، عندما يتم إزالة الفسفرة من إنزيم CaMKII بواسطة إنزيم الفوسفاتيز، يصبح غير نشط، وتضيع الذكريات. وبالتالي، يلعب CaMKII دورًا حيويًا في كل من تحريض والحفاظ على LTP. [39]

نماذج تجريبية

لأسباب تقنية، تمت دراسة البنية والوظيفة المشبكية تاريخيًا في المشابك النموذجية الكبيرة بشكل غير عادي ، على سبيل المثال:

المشابك والأمراض

وتعمل المشابك العصبية كمجموعات داخل شبكات دماغية معينة للتحكم في كمية النشاط العصبي، وهو أمر ضروري للذاكرة والتعلم والسلوك. وبالتالي، قد يكون للاضطرابات المشبكية آثار سلبية. في الواقع، يمكن أن تؤدي التغيرات في الأنظمة الجزيئية الجوهرية للخلية أو التعديلات على العمليات الكيميائية الحيوية البيئية إلى خلل في المشابك العصبية. المشبك العصبي هو الوحدة الأساسية لنقل المعلومات في الجهاز العصبي، وإنشاء الاتصال المشبكي الصحيح أثناء النمو أمر ضروري لوظيفة الدماغ الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك، تم ربط العديد من الطفرات باضطرابات النمو العصبي، وأن ضعف الوظيفة في مواقع المشابك العصبية المختلفة هو السمة المميزة للأمراض التنكسية العصبية.

ترتبط العيوب المشبكية سببيًا بالأمراض العصبية التي تظهر مبكرًا، بما في ذلك اضطرابات طيف التوحد (ASD)، والفصام (SCZ)، والاضطراب ثنائي القطب (BP). من ناحية أخرى، في الأمراض التنكسية المتأخرة، مثل مرض الزهايمر (AD)، ومرض باركنسون (PD)، ومرض هنتنغتون (HD)، يُعتقد أن اعتلال المشابك هو النتيجة النهائية الحتمية لسلسلة مستمرة من الأمراض الفسيولوجية. يتم التعرف على هذه الأمراض من خلال فقدان تدريجي للوظيفة الإدراكية والسلوكية وفقدان ثابت لأنسجة المخ. علاوة على ذلك، ارتبطت هذه التدهورات في الغالب بالتراكم التدريجي لتجمعات البروتين في الخلايا العصبية، والتي قد يختلف تكوينها بناءً على علم الأمراض؛ وكلها لها نفس التأثيرات الضارة على سلامة الخلايا العصبية. علاوة على ذلك، أدى العدد الكبير من الطفرات المرتبطة بالبنية والوظيفة المشبكية، فضلاً عن التغيرات في العمود الشجيري في الأنسجة بعد الوفاة، إلى الارتباط بين العيوب المشبكية واضطرابات النمو العصبي، مثل اضطراب طيف التوحد واضطراب النخاع الشوكي، والتي تتميز بظواهر سلوكية أو معرفية غير طبيعية.

ومع ذلك، وبسبب محدودية الوصول إلى الأنسجة البشرية في المراحل المتأخرة والافتقار إلى التقييم الشامل للمكونات الأساسية للأمراض البشرية في نماذج الحيوانات التجريبية المتاحة، فقد كان من الصعب فهم أصل ودور الخلل المشبكي في الاضطرابات العصبية بشكل كامل. [41]

صور إضافية

  • مخطط المشبك العصبي. يرجى الاطلاع على learnbio.org للحصول على نسخة تفاعلية.
    مخطط المشبك العصبي. يرجى الاطلاع على learnbio.org للحصول على نسخة تفاعلية.
  • مشبك نموذجي للجهاز العصبي المركزي
    مشبك نموذجي للجهاز العصبي المركزي
  • دورة المشبك والحويصلة المشبكية
    دورة المشبك والحويصلة المشبكية
  • العناصر الرئيسية في النقل المشبكي الكيميائي
    العناصر الرئيسية في النقل المشبكي الكيميائي

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ ab Foster M, Sherrington CS (1897). Textbook of Physiology . المجلد 3 (الطبعة السابعة). لندن: ماكميلان. ص 929. ISBN 978-1-4325-1085-5.
  2. ^ Bennett MV (1966). "PHYSIOLOGY OF ELECTROTONIC JUNCTIONS*". Annals of the New York Academy of Sciences . 137 (2): 509–539. doi :10.1111/j.1749-6632.1966.tb50178.x. ISSN  0077-8923.
  3. ^ كانديل إي آر، أد. (2013). مبادئ العلوم العصبية (الطبعة الخامسة). نيويورك: ماكجرو هيل. رقم ISBN 978-0-07-139011-8.
  4. ^ Purves D, Williams SM, eds. (2004). Neuroscience (الطبعة الثالثة). Sunderland, Mass: Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-725-7.
  5. ^ Bennett MV, Zukin R (2004). "الاقتران الكهربائي والمزامنة العصبية في دماغ الثدييات". Neuron . 41 (4): 495–511. doi :10.1016/s0896-6273(04)00043-1. ISSN  0896-6273.
  6. ^ ماكارينكو ف، وليناس ر (1998-12-22). "التزامن الطوري الفوضوي المحدد تجريبيًا في نظام عصبي". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 95 (26): 15747-15752. doi :10.1073/pnas.95.26.15747. ISSN  0027-8424. PMC 28115. PMID  9861041 . 
  7. ^ Korn H, Faure P (2003). "هل هناك فوضى في الدماغ؟ الجزء الثاني: الأدلة التجريبية والنماذج ذات الصلة". Comptes Rendus. Biologies (بالفرنسية). 326 (9): 787–840. doi :10.1016/j.crvi.2003.09.011. ISSN  1768-3238.
  8. ^ Connors BW, Long MA (2004-07-21). "المشابك الكهربائية في دماغ الثدييات". المراجعة السنوية لعلوم الأعصاب . 27 (1): 393-418. doi :10.1146/annurev.neuro.26.041002.131128. ISSN  0147-006X.
  9. ^ ab Perea G, Navarrete M, Araque A (أغسطس 2009). "المشابك الثلاثية: الخلايا النجمية تعالج المعلومات المشبكية وتتحكم فيها". الاتجاهات في علوم الأعصاب . 32 (8). Cell Press : 421–431. doi :10.1016/j.tins.2009.05.001. PMID  19615761. S2CID  16355401.
  10. ^ abc Südhof TC (يوليو 2021). "علم الأحياء الخلوي لتكوين المشبك". مجلة علم الأحياء الخلوي . 220 (7): e202103052. doi :10.1083/jcb.202103052. PMC 8186004. PMID  34086051 . 
  11. ^ Missler M, Südhof TC, Biederer T (أبريل 2012). "التصاق الخلايا المشبكية". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 4 (4): a005694. doi :10.1101/cshperspect.a005694. PMC 3312681. PMID 22278667  . 
  12. ^ Hale WD, Südhof TC, Huganir RL (يناير 2023). "جزيئات الالتصاق المصممة هندسيًا تدفع تنظيم المشبك العصبي". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 120 (3): e2215905120. Bibcode :2023PNAS..12015905H. doi :10.1073/pnas.2215905120. PMC 9934208. PMID  36638214 . 
  13. ^ إلياس إل جيه، سوسييه دي إم (2006). علم النفس العصبي: الأسس السريرية والتجريبية . بوسطن: بيرسون/ألين وبيكون . رقم ISBN 978-0-20534361-4. LCCN  2005051341. OCLC  61131869.
  14. ^ ab Harper D. "synapse". قاموس علم أصول الكلمات على الإنترنت .
  15. ^ تانسي إي إم (1997). "عدم ارتكاب الهمجيات: شيرينجتون والتشابك العصبي، 1897". نشرة أبحاث الدماغ . 44 (3). إلسفير : 211-212. doi :10.1016/S0361-9230(97)00312-2. PMID  9323432. S2CID  40333336. ظهرت كلمة التشابك العصبي لأول مرة في عام 1897، في الطبعة السابعة من كتاب مايكل فوستر المدرسي لعلم وظائف الأعضاء .
  16. ^ σύναψις، ἅπτειν، σύν، ἅπτειν. ليدل، هنري جورج ؛ سكوت، روبرت ؛ معجم يوناني إنجليزي في مشروع بيرسيوس .
  17. ^ De Robertis ED, Bennett HS (يناير 1955). "بعض سمات الشكل دون المجهري للمشابك العصبية في الضفادع ودودة الأرض". مجلة علم الخلايا البيوفيزيائية والكيميائية الحيوية . 1 (1): 47-58. doi :10.1083/jcb.1.1.47. PMC 2223594. PMID 14381427  . 
  18. ^ Palay SL, Palade GE (يناير 1955). "البنية الدقيقة للخلايا العصبية". مجلة علم الخلايا البيوفيزيائية والكيميائية الحيوية . 1 (1): 69–88. doi :10.1083/jcb.1.1.69. PMC 2223597. PMID 14381429  . 
  19. ^ Palay SL (يوليو 1956). "المشابك العصبية في الجهاز العصبي المركزي". مجلة علم الخلايا البيوفيزيائية والكيميائية الحيوية . 2 (4 ملحق): 193-202. doi :10.1083/jcb.2.4.193. PMC 2229686. PMID  13357542 . 
  20. ^ ab Silverthorn DU (2007). Human Physiology: An Integrated Approach (الطبعة الرابعة). سان فرانسيسكو: بيرسون/بنيامين كومينجز . ص. 271. ISBN 978-0-8053-6851-2. LCCN  2005056517. OCLC  62742632.
  21. ^ ab Pereda AE (أبريل 2014). "المشابك الكهربائية وتفاعلاتها الوظيفية مع المشابك الكيميائية". مراجعات الطبيعة. علوم الأعصاب . 15 (4): 250-263. doi :10.1038/nrn3708. PMC 4091911. PMID  24619342 . 
  22. ^ Caire MJ, Reddy V, Varacallo M (2023). "Physiology, Synapse". StatPearls . Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. PMID  30252303 . تم الاسترجاع في 2024-01-01 .
  23. ^ Sotelo C, Palay SL (فبراير 1970). "البنية الدقيقة للنواة الدهليزية المتأخرة في الفئران. II. التنظيم المشبكي". Brain Research . 18 (1): 93–115. doi :10.1016/0006-8993(70)90459-2. PMID  4313893.
  24. ^ Strausfeld NJ, Bassemir UK (ديسمبر 1983). "الخلايا العصبية المقترنة بالكوبالت لنظام ألياف عملاق في ذوات الجناحين". مجلة علم الخلايا العصبية . 12 (6): 971-91. doi :10.1007/BF01153345. PMID  6420522. S2CID  19764983.
  25. ^ abcd Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). "القنوات الأيونية والخصائص الكهربائية للأغشية". علم الأحياء الجزيئي للخلية (الطبعة الرابعة). جارلاند ساينس . تم الاسترجاع في 2024-01-20 .
  26. ^ ab Lasica A, Brewer C (2023). "الإشارات المشبكية المثيرة والمثبطة". TeachMePhysiology .
  27. ^ Sheu SH, Upadhyayula S, Dupuy V, Pang S, Deng F, Wan J, et al. (سبتمبر 2022). "مشبك محوري-هدبي سيروتونيني يدفع الإشارات النووية لتغيير إمكانية الوصول إلى الكروماتين". Cell . 185 ( 18): 3390–3407.e18. doi : 10.1016/j.cell.2022.07.026 . PMC 9789380. PMID  36055200. S2CID  251958800. 
    • بيان صحفي صادر عن الجامعة: "يكتشف العلماء نوعًا جديدًا من المشابك في الشعيرات الدقيقة للخلايا العصبية". معهد هوارد هيوز الطبي عبر phys.org . تم الاسترجاع في 19 أكتوبر 2022 .
  28. ^ Joy MS، Nall DL، Emon B، Lee KY، Barishman A، Ahmed M، Rahman S، Selvin PR، Saif MT (2023-12-26). "فشل المشابك العصبية بدون توتر في إطلاق النار في شبكة من الخلايا العصبية الحُصينية في المختبر". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 120 (52): e2311995120. رمز Bibcode : 2023PNAS..12011995J. doi : 10.1073/pnas.2311995120. ISSN  0027-8424. PMC 10756289. PMID 38113266  . 
  29. ^ Pitman RM (سبتمبر 1984). "التشابك العصبي المتعدد الاستخدامات". مجلة علم الأحياء التجريبي . 112 (1): 199–224. doi :10.1242/jeb.112.1.199. PMID  6150966.
  30. ^ Holz RW, Fisher SK (1999). "Synaptic Transmission". في Siegel GJ, Agranoff BW, Albers RW, Fisher SK, Uhler MD (المحررون). الكيمياء العصبية الأساسية: الجوانب الجزيئية والخلوية والطبية (الطبعة السادسة). Lippincott-Raven . تم الاسترجاع في 2024-01-04 .
  31. ^ أريمورا ن، كايبوتشي ك (ديسمبر 2005). "المنظمون الرئيسيون في الاستقطاب العصبي". نيورون . 48 (6). سيل برس: 881-884. doi : 10.1016/j.neuron.2005.11.007 . PMID  16364893.
  32. ^ ab Kimata T, Tanizawa Y, Can Y, Ikeda S, Kuhara A, Mori I (يونيو 2012). "تعتمد الاستقطابية المشبكية على إشارات فوسفاتيديلينوسيتول التي ينظمها مونوفوسفاتاز ميو-إينوزيتول في Caenorhabditis elegans". علم الوراثة . 191 (2). جمعية علم الوراثة الأمريكية : 509-521. doi :10.1534/genetics.111.137844. PMC 3374314. PMID  22446320 . 
  33. ^ Tanizawa Y, Kuhara A, Inada H, Kodama E, Mizuno T, Mori I (ديسمبر 2006). "ينظم إنوزيتول أحادي الفوسفاتيز توطين المكونات المشبكية والسلوك في الجهاز العصبي الناضج لديدان سي. إليجانس". Genes & Development . 20 (23). Cold Spring Harbor Laboratory Press : 3296–3310. doi : 10.1101/gad.1497806. PMC 1686606. PMID  17158747. 
  34. ^ Lovinger DM (2008). "التعديل قبل المشبكي بواسطة endocannabinoids". في Südhof TC، Starke K (المحررون). علم الأدوية لإطلاق النواقل العصبية . دليل علم الأدوية التجريبي. المجلد 184. Springer Berlin Heidelberg. ص. 435-477. doi :10.1007/978-3-540-74805-2_14. ISBN 9783540748052. PMID  18064422.
  35. ^ Desnos C, Clift-o'Grady L, Kelly RB (1995-09-01). "التكوين الحيوي للحويصلات المشبكية في المختبر". مجلة علم الأحياء الخلوية . 130 (5): 1041–1049. doi :10.1083/jcb.130.5.1041. ISSN  0021-9525. PMC 2120557. PMID  7544795 . 
  36. ^ ab Lynch MA (يناير 2004). "التعزيز طويل الأمد والذاكرة". المراجعات الفسيولوجية . 84 (1): 87–136. doi :10.1152/physrev.00014.2003. PMID  14715912.
  37. ^ يانغ يي، لو جيه، زو يي (ديسمبر 2018). "تغيرات في الهياكل المشبكية المرتبطة بالتعلم والذاكرة والأمراض". تقدم علوم الدماغ . 4 (2): 99-117. doi : 10.26599/BSA.2018.2018.9050012 .
  38. ^ Krugers HJ, Zhou M, Joëls M, Kindt M (11 أكتوبر 2011). "تنظيم المشابك المثيرة والذكريات المخيفة بواسطة هرمونات التوتر". Frontiers in Behavioral Neuroscience . 5. Frontiers Media SA : 62. doi : 10.3389/fnbeh.2011.00062 . PMC 3190121. PMID  22013419 . 
  39. ^ Bayer KU, Schulman H (أغسطس 2019). "CaM Kinase: Still Inspiring at 40". Neuron . 103 (3): 380–394. doi :10.1016/j.neuron.2019.05.033. PMC 6688632. PMID  31394063 . 
  40. ^ Stanley EF (1992). "المشبك من النوع الكأسي للعقدة الهدبية للدجاج كنموذج للانتقال السريع للكوليني". المجلة الكندية لعلم وظائف الأعضاء وعلم الأدوية . 70 (ملحق): S73–S77. doi :10.1139/y92-246. PMID  1338300.
  41. ^ Taoufik E، Kouroupi G، Zygogianni O، Matsas R (2018-09-05). "الخلل الوظيفي المشبكي في الأمراض العصبية التنكسية والأمراض العصبية التنموية: نظرة عامة على نماذج الأمراض القائمة على الخلايا الجذعية متعددة القدرات المستحثة". علم الأحياء المفتوح . 8 (9): 180138. doi :10.1098/rsob.180138. ISSN  2046-2441. PMC 6170506. PMID  30185603 . 
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=التشابك العصبي&oldid=1253396650"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate