نورون‌ها از نظر تولید و تركیب مواد شیمایی، سلولی بسیار فعال هستند و فرآورده‌های آنها در سوخت‌وساز آنها و ایجاد ارتباط بین نورون‌ها و كاركردهای مختلف عصبی مانند حالات روانی و یادگیری، نقش اساسی دارند. بعضی از این مواد در سیناپس‌ها به عنوان انتقال‌دهنده و برخی به عنوان تعدیل‌كننده(Neuromodulators) عمل می‌كنند. بسیاری از داروهای روانی با تاثیر در این مواد و یا در گیرنده‌های آنها باعث تغییرات عصبی و روانی می‌گردند.[1]
جایگاه اصلی این میانجی‌گرهای عصبی همواره در یك شكاف 200 آنگسترومی، بین آكسون و دندریت نورون‌ها می‌باشد.[2] انتقال‌دهنده‌ها كه در سطح یك سیناپس اثر می‌كنند، منطقه عمل محدودتری دارند. تعدیلكنندههای عصبی در مغز، میدان عمل وسیع‌تری دارند و میزان ترشح آنها بیشتر است. ساخت و آزاد شدن این مواد به تولید و ترشح هورمون‌ها شباهت دارد. تاكنون ده‌ها انتقال‌دهنده و تعدیل‌کننده عصبی شناسایی شده‌اند كه مهمترین آنها را نام می‌بریم.[3]
استیل‌كولین
استیل‌كولین ماده ناقلی است كه در صفحه محركه عصبی – ماهیچه‌ای انسان و مهره‌داران وجود دارد. صفحه محركه عصبی – ماهیچه‌ای همان ارتباط بین آكسون سلول حركتی با تار ماهیچه‌ای را می‌گویند كه از ویژگی سیناپس شیمیایی برخوردار می‌باشد. استیل‌كولین با مكانیسم انتقال، وارد پایانه عصبی می‌شود. نیمی از استیل‌كولین موجود در پایانه عصبی، از آزادسازی و احیای قبلی استیل‌كولین ناشی می‌شود و بقیه از پلاسمای خون تامین می‌گردد. برای تولید استیل‌كولین، نیاز به آنزیم كولین استیلاز(Choline Acetylase) می‌باشد. این آنزیم در جسم سلولی نورون حركتی ساخته می‌شود و در مدت 10 روز از آكسون به پایانه پیش‌سیناپسی انتقال داده می‌شود.[4]
استیل‌كولین ساخته و آزاد شده در پایانه، از طریق انتقال فعال به درون وزیكول یا حبابچه‌های ناقل موجود در پایانه هدایت می‌شوند، سپس هر زمان كه پتانسیل عمل وارد پایانه پیش‌سیناپسی می‌شود، تعدادی از این وزیكول‌ها در یك زمان، ناقل خود را در عرض یك‌هزارم‌ثانیه، به داخل شكاف سیناپسی تخلیه می‌كنند. مكانیسم تخلیه مواد ناقل توسط وزیكول‌ها مربوط به كانال‌های وابسته به ولتاژ كلسیم است. به این صورت كه با ورود پتانسیل عمل، كانال‌های كلسیمی باز می‌شود و یون‌های كلسیم وارد پایانه می‌شوند. سپس این یون‌های كلسیم، به مولكول‌های پروتئینی خاصی متصل شده و باعث می‌شود كه نقاطی به نام محل‌های آزادسازی در درون غشا باز شده و وزیكول‌ها مواد ناقل خود را كه همان استیل‌كولین است، به شكاف سیناپسی تخلیه كنند. وقتی استیل‌كولین در شكاف سیناپسی آزاد شد، نورون پس‌سیناپسی را، تحریك یا مهار می‌كند.[5]
بعد از غیرفعال شدن گیرندگان غشا زیرسیناپسی و همچنین پایان وظیفه استیل‌كولین، آنزیمی به نام كولین استراز(ChE) كه در شبكه پروتئوگلیكان شكاف سیناپسی وجود دارد، استیل‌كولین را به استات و كولین تجزیه كرده كه كولین آن توسط پایانه سیناپس جذب شده و دوباره به استیل‌كولین تبدیل می‌شوند.[6]
به نورون‌ها و سیناپس‌هایی كه استیل‌كولین آزاد می‌كنند، استیل كولینرژیك(Acetyl cholinergic) می‌گویند. استیل‌كولین دارای دو نوع گیرنده است:
1) گیرنده‌های موسكارینی(Muscarinic): این گیرنده‌ها به وسیله استیل‌كولین و ماده‌ای به نام موسكارین كه از یك قارچ به دست می‌آید فعال می‌شوند. "آتروپین" گیرنده‌های موسكارینی را از كار می‌اندازد.
2) گیرنده‌های نیكوتینی(Nicotinic): این گیرنده‌ها نیز به وسیله استیل‌كولین و ماده نیكوتین فعال می‌شوند. "كورار" باعث از كار افتادن گیرنده‌های نیكوتینی در بدن می‌شود.
در سیناپس‌های استیل كولینرژیك مغز و نخاع از هر دو نوع گیرنده استیل‌كولین یافت می‌شود؛ ولی گیرنده‌های تارهای عضلات اسكلتی از نوع نیكوتینی هستند. ماده‌ای سمی به نام توكسین بوتولیك كه از نوعی باكتری تولید می‌شود، با ممانعت از آزاد شدن استیل‌كولین باعث از كار افتادن سیناپس‌های استیل كولینرژیك می‌شود.[7]
كاتكولامین‌ها(catecholamins)
آدرنالین یا اپی‌نفرین، نورآدرنالین یا نوراپی‌نفرین و دوپامین از جمله ناقلین آدرنرژیك این دسته بوده كه در تمام سیناپس‌های پس‌گره‌ای دستگاه سمپاتیك به استثنای غدد عرق وجود دارند. همه این كاتكولامین‌ها، از اسیدآمینه تیروزین ساخته شده‌اند.[8]
الف. دوپامین: این ماده یكی از مهمترین انتقال‌دهنده‌های نورون‌های مراكز عصبی است و بسیاری از بیماری‌های عصبی و روانی به اختلال در ترشح و عملكرد آن مربوط است. دوپامین برحسب نوع گیرنده‌هایی كه در آن اثر می‌كند، ممكن است تحریك‌كننده و یا بازدارنده باشد. در نواحی مختلفی از مغز، نورون‌های دوپامینرژیك شناخته شده‌اند كه یكی از آنها هسته سیاه در مغز میانی است. دوپامین از انتهای آكسون این نورون‌ها به درون اجسام مخطط در قاعده مغز آزاد می‌شود. آسیب دیدن نورون‌های دوپامینرژیك باعث بروز بیماری پاركینسون(Parkinson) می‌شود. در حقیقت تحلیل این نورون‌ها و در نتیجه كاهش فعالیت دوپامین در مغز، ایجاد كننده علایم بیماری پاركینسون است. عكس این روند در بیماری اسكیزوفرنی یا روان‌گسیختگی وجود دارد، به این صورت كه فعالیت بیش از حد طبیعی این نورون‌ها باعث افزایش فعالیت دوپامین شده و علایم بیماری اسكیزوفرنی بروز می‌كند.
چگونگی اندازه‌گیری فعالیت نورون‌های دوپامینرژیك
دوپامین و سایر كاتكولامین‌ها به وسیله یک آنزیم داخل نورونی به نام مونو آمین اكسیداز(MAO) و یك آنزیم خارج‌نورونی به نام كاتكول اومتیل ترانسفراز(COMT)، تجزیه و بی‌اثر می‌شوند. دوپامین پس از تجزیه شدن ماده‌ای به نام هومو وانیلیك اسید(HVA) به وجود می‌آورد كه با اندازه‌گیری مقدار آن در مایع مغزی – نخاعی و پلاسمای خون و ادرار، می‌توان به میزان فعالیت نورون‌های دوپامینرژیك مغز پی برد.[9]
ب. نوراپی‌نفرین(نورآدرنالین): از پایانه‌های نورون‌هایی ترشح می‌شود كه اجسام سلولی آنها در ساقه مغز و هیپوتالاموس واقع هستند. نورون‌های ترشح‌كننده نوراپی‌نفرین، به طور خاص، در لوكوس سرولئوس در پل مغز قرار دارد.[10]
آنزیمی به نام دوپامین هیدروكسیلاز(dopamine hydroxylase) باعث تبدیل دوپامین به نوراپی‌نفرین می‌شود. در نورون‌هایی كه این آنزیم وجود دارد، دوپامین به شكل نوراپی‌نفرین آزاد می‌شود. این نورون‌ها را، نورآدرنرژیك می‌نامند. نوراپی‌نفرین در اعصاب محیطی سمپاتیك و تعدادی از سیناپس‌های مغز نقش انتقال دارد. نوراپی‌نفرین پس از اثر در غشای پس‌سیناپسی دوباره به وسیله پایانه سیناپس جذب می‌شود و یا به وسیله آنزیم مونو آمین اكسیداز تجزیه و غیرفعال می‌شود. نورون‌های آدرنرژیك در اغلب نواحی نقش تحریك‌كننده و در برخی سیناپس‌ها اثر بازدارنده یا مهاری دارند. همچنین این نورون‌ها در بیداری و افزایش سطح برانگیختگی و بالا بردن نورون‌های مغز شركت دارند.
گیرنده‌های نوراپی‌نفرین دو دسته‌اند: 1. آلفا 2. بتا
در اغلب موارد اثر نوراپی‌نفرین در گیرنده‌های آلفا از نوع تحریكی و در گیرنده‌های بتا از نوع مهاری است. تنها استثناء در قلب و روده است. یعنی نوراپی‌نفرین در گیرنده‌های بتا در قلب، اثر تحریك‌كننده دارند و در گیرنده‌های آلفا و بتای روده باعث مهار حركات روده می‌شود.[11]
ج. اپی‌نفرین(آدرنالین): این ماده بیشتر در بخش مركزی غده فوق كلیه ترشح می‌شود كه از نظر جنینی یك گره سمپاتیك تغییر شكل یافته است. به نورون‌هایی كه این انتقال‌دهنده را می‌سازند، آدرنرژیك می‌گویند. اپی‌نفرین هم مانند نوراپی‌نفرین، پس از آزاد شدن در شكاف سیناپسی، دوباره جذب پایانه سیناپس می‌شود و مقدار كمی از آن به مواد شیمیایی غیرفعال تجزیه می‌شوند.[12]
سروتونین
از هسته‌هایی ترشح می‌شود كه از سجاف میانی(median raphe) ساقه مغز منشأ می‌گیرند و به درون بسیاری از نواحی مغز و نخاع و هیپوتالاموس می‌روند.[13]
سروتونین از اسید آمینه تریپتوفان ساخته می‌شود. سروتونین و ماده دیگری به نام ملاتونین(melatonin) با نام كلی ایندولامین(indolamine) خوانده می‌شوند. ملاتونین، هورمون غده كاجی یا پینه‌آل(pineal) است كه از تغییر شكل سروتونین به وجود می‌آید. سروتونین از مهمترین انتقال دهنده‌ها و تعدیلكنندههای عصبی است. آنزیم مونو آمین اكسیداز، باعث تجزیه و غیرفعال شدن سروتونین می‌گردد. حاصل تجزیه سروتونین ماده‌ای به نام "5- هیدروكسی ایندول استیك اسید" می‌باشد كه با اندازه‌گیری مقدار آن می‌توان به میزان سروتونین بدن پی برد. سروتونین در مسیرهای انتقال درد به مراكز عصبی، به عنوان یك مهار كننده عمل می‌كند. از دیگر اعمال سروتونین می‌توان، برقراری حالت خواب، تنظیم رفتارهای تغذیه و نوسانات خلق‌وخو را نام برد.[14]
گابا یا گاما آمینو بوتیریك اسید(GABA)
این ماده از پایانه‌های عصبی در نخاع، مخچه، عقده‌های قاعده‌ای و نواحی بسیاری از قشر مخ ترشح می‌شود.[15]
گابا از اسید گلوتامیك ساخته می‌شود و یكی از مهمترین واسطه‌های شیمیایی بازدارنده اعصاب است. گابا از طریق افزایش نفوذپذیری غشای عصبی نسبت به یون کلر عمل می‌كند. نورون‌هایی كه گابا را تولید می‌كنند، گابرژیك نام دارند. تحلیل نورون‌های گابرژیك در مغز باعث بیماری داء‌الرقص یا كره(Chorea) می‌شود كه در آن حركات غیرارادی وسیعی در بیمار ظاهر می‌شود. داروهای بنزو دیازپین، عمل گابا در مغز را تشدید و تسهیل می‌كنند.[16]
گلوتامات، آسپارتات، گلیسین
گلوتامات از پایانه‌های پیش‌سیناپسی بسیاری از مسیرهای حسی دستگاه عصبی مركزی و نواحی قشر مخ ترشح می‌شود.[17]
این ماده نیز مانند گابا از اسید گلوتامیك به وجود می‌آید ولی برخلاف آن، یك میانجی عصبی تحریك‌كننده بوده و در فرایند یادگیری موثر است. گلوتامات، گابا، آسپارتات و گلیسین جزء گروه اسید آمینه‌ها هستند. گلوتامات و آسپارتات از گوارش مواد پروتئینی در روده به وجود می‌آیند؛ ولی پس از جذب نمی‌توانند از سد بین خون و مغز عبور كنند؛ بنابراین خود مغز این مواد را می‌سازد. گلوتامات واسطه شیمیایی برخی از نورون‌های هیپوتالاموس است كه باعث تنظیم ترشحات غده هیپوفیز می‌شوند. آسپارتات مانند گلوتامات تحریك‌كننده است. اسید آمینه گلیسین، یك واسطه شیمیایی بازدارنده بوده و باعث مهار نورون‌های حركتی می‌شود.[18]
نوروپپتیدها
نوروپپتیدها یك گروه كاملا متفاوت از ترانسمیترها بوده و فعالیت آنها معمولا آهسته است. این واسطه‌ها در سیتوزول پایانه‌های پیش‌سیناپسی ساخته نمی‌شوند، بلكه در ریبوزوم‌های جسم سلولی نورون‌ها ساخته می‌شوند.[19]
نوروپپتیدهایی که در دستگاه عصبی وجود دارند، به وسیله یاخته‌های عصبی مغز و نخاع ساخته می‌شوند. تعدادی از این مواد، پپتیدهای شبه افیونی یا اپیوئید نامیده می‌شوند كه از ماده بتالیپوتروپین به وجود می‌آیند.
این مواد با اثر در گیرنده‌های خود باعث تخفیف درد و ایجاد آرامش عصبی می‌شوند. ورزش شدید، درد و عوامل استرس‌زا باعث افزایش ساخته شدن این مواد می‌شوند. نوروپپتیدهای دیگری در مغز ساخته می‌شوند كه تعدیل‌كننده و تنظیم‌كننده حالات روانی بوده و در رفتارهای مربوط به گرسنگی، سیری، تشنگی، حالات هیجانی، افسردگی، تغییرات خلقی، حافظه و یادگیری شركت دارند. تاكنون ده‌ها نوروپپتید شناسایی شده است. بعضی از آنها علاوه بر مغز در غدد درون‌ریز نیز ساخته می‌شوند. كوله سیستوكینین یكی از هورمون‌های دستگاه گوارش است كه باعث انقباض كیسه صفرا و كمك به هضم چربی‌ها می‌شود؛ ولی همین ماده در مغز موجب احساس سیری و كاهش اشتها می‌گردد.
هورمونی نیز به نام ADH یا هورمون ضد ادراری در كلیه‌ها باعث كاهش حجم ادرار شده ولی در مغز به روند حافظه و یادگیری كمك می‌كند.
.gif)
طریقه ظرف شستن در خابگاه
کاربرد بیوشیمی در پزشکی