ببتيد عصبي

التحرير المشترك

وفي هذا السياق، تُعد بعض مناطق الجهاز العصبي متخصصة في تحرير مجموعات مميزة من الببتيدات. مثلًا، يحرر تحت المهاد والغدة النخامية بعض الببتيدات (مثل «تي آر إتش»، و«جي إن آر إتش»، و«سي آر إتش» و«إس إس تي») التي تعمل كهرمونات. تعبّر إحدى المجموعات الفرعية من النواة المقوسة لتحت المهاد بشكل مشترك عن ثلاثة ببتيدات مفقدة للشهية: هرمون تحفيز الخلايا الميلانينية α (α – إم إس إتش)، والببتيد شبيه الغلانين والنسخ المنظم للكوكايين والأمفيتامين (سي إيه آر تي)، بينما تعبّر مجموعة فرعية أخرى بشكل مشترك عن الببتيدات المشهية، الببتيد العصبي «واي» والببتيد المتعلق بالأغوتي (إيه جي آر بّي). يحدث تحرير جميع هذه الببتيدات في مجموعات مختلفة لإرسال إشارات الجوع والشبع.

إضافةً إلى ذلك، يترافق تحرير الببتيدات العصبية غالبًا مع تحرير الناقلات العصبية والببتيدات العصبية الأخرى بهدف تعديل النشاط المشبكي. قد تمتلك الحويصلات المشبكية والحويصلات اللبية الكثيفة خصائص تنشيط متمايزة للتحرير، ما يؤدي إلى تداخلات من التحرير المشترك المعتمدة على السياق. مثلًا، تعتمد العصبونات الحركية لدى الحشرات على حمض الجلوتاميك، ويحتوي بعضها على حويصلات لبية كثيفة مع البروكتولين. تتحرر الجلوتامات فقط عند التنشيط منخفض التواتر، ما يسبب الإثارة السريعة للعضلات. في المقابل، تحرر الحويصلات اللبية الكثيفة البروكتولين عند التنشيط مرتفع التواتر، ما يسبب تقلصات مطولة. نتيجة لذلك، يمكن ضبط تحرير الببتيد العصبي بشكل دقيق من أجل تعديل النشاط المشبكي في سياقات معينة.

آليتها

وفي هذا السياق، تتحرر الببتيدات العصبية من الحويصلات اللبية الكثيفة بعد زوال الاستقطاب من الخلية. تظهر بعض الدلائل تحرير الببتيدات العصبية بعد إطلاقها أو اندفاقها عالي التواتر، ما يميز الحويصلات اللبية الكثيفة عن تحرير الحويصلات المشبكية. تستعمل الببتيدات العصبية انتقال الحجم ولا يمكن امتصاصها بسرعة، ما يسمح بانتشارها عبر مناطق واسعة (نانومتر حتى ميليمتر) لتصل إلى أهدافها. ترتبط جميع الببتيدات على وجه التقريب مع «جي بّي سي آر إس»، ما يؤدي إلى تحفيز سلاسل الناقلات الثانية لتعديل النشاط العصبي على نطاقات زمنية طويلة.

وعلى صعيد آخر، يتسم التعبير عن الببتيدات العصبية في الجهاز العصبي بالتنوع. غالبًا ما يترافق تحرير الببتيدات العصبية مع الببتيدات العصبية والناقلات العصبية الأخرى، ما يؤدي إلى تأثيرات متنوعة اعتمادًا على مزيج من التحرير. مثلًا، يترافق تحرير الببتيد المعوي الفعال وعائيًا بشكل نموذجي مع الأسيتيل كولين. قد يحدث تحرير الببتيد العصبي كذلك بشكل مخصص. مثلًا، يقتصر التعبير عن هرمون التفقيس على عصبونين لدى يرقات ذبابة الفاكهة.

أفعالها

من جانب آخر، تُعتبر الببتيدات العصبية ناقلات عصبية قديمة وعالية التنوع. تعمل الببتيدات العصبية على نطاقات زمنية ومكانية متعددة نظرًا إلى طبيعتها التعديلية والانتشارية. تشمل الأمثلة على أفعال الببتيدات العصبية ما يلي:

اكتشافها

إضافةً إلى ذلك، اكتُشف أول ببتيد عصبي، المادة «بّي»، من قبل أولف فون أولر وجون غادم في عام 1931. في أوائل القرن العشرين، استخرج الباحثون الناقلات الكيميائية بشكل خام من أدمغة الحيوانات الكاملة ونسجها لدراسة تأثيراتها الفيزيولوجية. في محاولة منهما لعزل الأسيتيل كولين ودراسته، صنع فون أولر وغادم مستخلصًا من المسحوق الخام لدماغ خيل كامل وأمعائه ولاحظا تحفيزه للتقلصات العضلية وانخفاض ضغط الدم. استمرت هذه التأثيرات على الرغم من استخدام الأتروبين، ما استبعد عزو هذه التأثيرات فقط إلى الأسيتيل كولين. استطاع مايكل تشانغ وسوزان ليمان تنقية المادة «بّي» وإيجاد تسلسل لها لأول مرة في سنة 1971، إذ كشفا عن سلسلة الببتيد ذات الأحماض الأمينية البالغ عددها 11. استُخدمت طرق مشابهة بهدف تحديد الببتيدات العصبية الأخرى في أوائل خمسينيات القرن العشرين، مثل الفازوبريسين والأوكسيتوسين.

إضافةً إلى ذلك، يُعتبر البروكتولين أول ببتيد عصبي معزول ومحدد التسلسلات لدى الحشرات. في عام 1975، استخرج ألفين ستارات وبرايان براون الببتيد العصبي من عضلات المعي الخلفي لدى الصرصار إذ لاحظا تحسن التقلصات العضلية بعد تطبيقه. على الرغم من اعتقاد ستارات وبراون في البداية أن البروكتولين من الناقلات العصبية الاستثارية، ثبت فيما بعد أن البروكتولين من ببتيدات التعديل العصبي.

وعلى صعيد آخر، استُخدم مصطلح «الببتيد العصبي» لأول مرة بواسطة ديفيد دي وايد في سبعينيات القرن العشرين، إذ درس هرمونات الببتيد «إيه سي تي إتش»، و«إم إس إتش» والفازوبرسين وتأثيراتها على التعلم والذاكرة.

اصطناعها

من جانب آخر، تُصنّع الببتيدات العصبية من البروتينات السلفية الكبيرة غير النشطة المعروفة باسم طلائع الببتيدات الأولية. تحتوي طليعة الببتيدات الأولية على تسلسلات عائلة مميزة من الببتيدات وغالبًا ما تشمل عددًا من النسخ المكررة لنفس الببتيدات، اعتمادًا على الكائن الحي. إلى جانب تسلسلات الببتيدات السلفية، تحتوي طليعة الببتيدات الأولية كذلك على ببتيد إشعاري، وببتيدات رابطة ومواقع الانقسام. يعمل تسلسل الببتيد الإشعاري على توجيه البروتين إلى مسار الإفراز، بدءًا من الشبكة الإندوبلازمية. يزول تسلسل الببتيد الإشعاري في الشبكة الإندوبلازمية، ما يعطي طليعة الببتيد. تسافر طليعة الببتيد إلى جهاز غولجي حيث تتعرض للانقسام عبر التحلل البروتيني ثم المعالجة إلى ببتيدات متعددة. تُغلف الببتيدات في حويصلات لبية كثيفة، إذ تخضع لمزيد من الانقسام والمعالجة، مثل إضافة مجموعة الأميد طرفية-«سي». تنتقل الحويصلات اللبية الكثيفة عبر العصبون وتحرر الببتيدات عند الشق المشبكي، وجسم الخلية وعلى طول المحوار.