د پتانسيلهاي عمل با رنج وسيعي از فرکانس و الگو ميشود (Debanne, 2004). حفظ تعادل يون‌ها در داخل و خارج نورون‌ها امري ضروري است وهرگونه تغيير در عملکرد آن‌ها مي‌تواند موجب بر هم خوردن تعادل يوني و تغيير در عملکرد طبيعي نورون و تحريک‌پذيريشان شود. اغلب مسيرهاي درگير در تاثير مواد مختلف بر نورون‌ها نهايتا به کانال‌هاي يوني و تغيير در عملکرد آن‌ها ختم مي‌شود (Catteral, 2010).

1-4-1) کانالهاي کلسيمي
کانالهاي کلسيمي واسطه مهم ورود کلسيم به داخل سلول هستند. در واقع کانال‌هاي کلسيمي مبدل‌هاي سيگنالي هستند که سيگنال‌هاي الکتريکي را در غشاي سلول به سيگنال‌هاي شيميايي تبديل کرده و باعث افزايش سطح پيامبر ثانويه 2+Ca و به دنبال آن فعال شدن بسياري از فرايندهاي حياتي درون سلول مي‌شوند که در سلولهاي مختلف از جمله نورونها، سلولهاي اندوکرين و عضلاني وجود دارند. از آنجا که کلسيم يوني داراي دو بار مثبت است با ورود به سلول سبب نوسانات پتانسيل غشاء و مشارکت در ايجاد پتانسيلهاي عمل ميشود همچنين ميتواند عملکرد ساير کانالها را نيز تحت تاثير قرار دهد. آزاد سازي نوروترانسميترها، تنظيم بيان ژن، تکثير، تمايز، آپوپتوز ومرگ سلولي ديگر فرآيندهاي القا شده توسط کلسيم هستند (Perez-Reyes, 2003; Calpham, 2007; Seagar and Takahashi, 1998).
کانالهاي کلسيمي وابسته به ولتاژ24 پروتئينهاي اينتگرال غشاء هستند که ورود کلسيم به داخل سلول را طي دپلاريزاسيونهاي غشايي امکانپذير ميسازند. اين کانالها به مقدار اندک به يونهاي سديم نفوذپذيرند اما نفوذپذيري به کلسيم هزار برابر سديم ميباشد. در يک تقسيم بندي اوليه اين کانالها با توجه به پتانسيل غشايي که در آن فعال ميشوند به دو دسته HVA25 و LVA26 تقسيم ميشوند. کانالهاي HVA نسبت به کانالهاي LVA براي فعاليت خود به دپلاريزاسيون غشايي بيشتر احتياج دارند همچنين طي دپلاريزاسيونهاي طولاني مدت جريان کلسيمي طولانيتري ايجاد ميکنند.
از لحاظ ساختاري اين کانال‌ها يک مجموعه هترو‌مولتي‌مريک27 هستند. مهمترين زيرواحد اين کانالها، زيرواحد 1? ميباشد و از آن جهت که منفذ هدايتگر يون، سنسور ولتاژ و ساختارهاي لازم براي gating و برهمکنش با پروتئينهاي تنظيمي، دارو و سموم را فراهم ميآورد حائز اهميت است (Catterall, et al., 2003). در کانالهاي HVA زيرواحد 1? با تعدادي زيرواحد فرعي ?، ?2، ? و ? گرد هم آمده و يک کمپلکس کانالي راتشکيل ميدهد (Ertel, et al., 2000; Catterall, et al., 2005). اگرچه زير واحدهاي کمکي خواص کانال را تعيين مي‌کنند و اثرات مهمي بر کنتيک، وابستگي به ولتاژ و ويژگيهاي فارماکولوژيکي اين کانالها دارند اما تنوع فارماکولوژيک و الکتروفيزيولوژيک کانال‌هاي کلسيمي در درجه اول از وجود انواع زيرواحدهاي 1? ناشي مي‌شود. به نظر ميرسد کانالهاي LVA فاقد اين زيرواحدهاي فرعي باشند.
رايجترين تقسيمبندي کانالهاي کلسيمي بر اساس معيارهاي بيوفيزيکي چون کنداکتنس، کنتيک فعال و غيرفعال شدن و ويژگيهاي فارماکولوژيک صورت ميگيرد. طي اين تقسيمبندي کانالهاي HVA به انواع کانالهاي L-type، N-type، P/Q-type و R-type، تقسيمبندي ميشوند (Tsien, et al., 1987).
کانالهاي L-type براي فعال شدن خود به دپلاريزاسيون بالا احتياج دارند و داراي هدايت يوني بالا هستند. اين کانالها بيشتر در جسم سلولي نورونها و بخش نزديک دندريت قرار دارند. مهمترين مهارکننده اين کانالها ديهيدروپيريدينها ميباشند (Catterall et al., 2005).
کانالهاي N-type، P/Q-type و R-type براي فعال شدن خود به دپلاريزاسيون غشايي کمتر از کانالهاي L-type احتياج دارند. توکسين‌هاي پلي‌پپتيدي ويژه‌اي از سموم عنکبوت، حلزون و رطيل مانند IVA-agatoxin?، Conotoxin GVIA و SNX-482 به ترتيب کانال‌هاي P/Q، N و R را مهار مي‌کنند (Adams, et al., 1993). اين کانالها به مقدار زياد در پايانههاي سيناپسي نورونهاي مرکزي و محيطي بيان ميشوند و فعاليت آنها منجر به آزادسازي نوروترانسميترها ميشود، انتقال عصبي را در بسياري از سيناپس‌هاي سريع شروع کرده و همچنين ورود کلسيم به جسم سلولي و دندريت‌ها را وساطت مي‌کنند (Catterall, et al., 2003). کانالهاي N-type بيشتر مرتبط با انتقالات مهاري هستند و کانال هاي P/Q-type بيشتر مرتبط با آزادسازي نوروترانسميترهاي تحريکي هستند اما انتقالات مهاري را نيز حمايت ميکنند (Burke, et al., 1993; Caddick, et al., 1999). موش‌هايي با جهش در کانال‌هاي P/Q درجاتي از تشنجات غائب28 را نشان مي‌دهند (Jouvenceau, et al., 2001). کانالهاي LVA به علت جريانهاي گذرايي که ايجاد ميکنند T-type نيز ناميده ميشوند. اين کانالها در پتانسيل غشايي نزديک پتانسيل استراحت غشاء (حدود 70- ميليولت) فعال ميشوند هدايت يوني پايين و دوره باز بودن کوتاه دارند. از مهارکننده‌هاي رايج اين نوع جريانات کلسيمي مي‌توان ميبفراديل29، کورتوکسين30 (سم عقرب) و يون‌هاي نيکل را نام برد(Perez-Reyes, 2003; Catterall, et al., 2005). کانالهاي نوع Tهمچنين درنرونهاي ايزوله و در سلولهاي جدا شده از ماهيچه، بافتهاي اندکرين و اسپرم مشخص شدهاند. ويژگي قابل توجه اين کانالها توانايي آنها در ايجاد اسپايکهاي کلسيمي با آستانه کم و در نتيجه ايجاد فعاليتهاي انفجاري، ايجاد جريان پنجرهاي و در نتيجه ايجاد نوسانات آهسته غشايي ميباشد. مطالعات متعددي وجود کانال‌هاي کلسيمي نوع L و T را در نورون‌هاي حلزون نشان داده‌اند. مشخص شده که 55% از جريان‌هاي کلسيمي در نورون‌هاي حلزون از نوع L و مابقي از نوع T مي‌باشد و توسط عوا مل مختلفي از جمله فسفوريلاسيون توسط کينازها و G پروتئينها تنظيم ميشوند (Faizi et al., 2003; Vatanparast et al., 2006; Senatore and Spafford, 2010).

1-4-2) کانالهاي پتاسيمي
کانالهاي پتاسيمي دستهاي از پروتئينهاي غشايي با عملکردهاي متعدد در سلولهاي تحريکپذير و غيرتحريکپذير هستند که در تعيين پتانسيل غشا و تنظيم طيف متنوعي از فرايندهاي سلولي حائز اهميت ميباشند. بطور کلي در شرايط نرمال با توجه به گراديان الکتروشيميايي يون پتاسيم در جهت خروج از سلول عمل ميکند، فعال شدن اين کانالها منجر به تقليل تحريکپذيري غشاء ميشود (Yuan and Chen, 2006). بيش از 100 ژن کدکننده براي زيرواحد آلفا-زيرواحد تشکيل دهنده منفذ- کانالهاي پتاسيمي در ژنوم پستانداران وجود دارد و اين مورد، کانالهاي پتاسيمي را متنوعترين کانالها و يکي از بزرگترين خانوادههاي پروتئينهاي سيگنالينگ کردهاست. در بسياري از فرايند‌هاي فيزيولوژيک از جمله پيامرساني سلولي، ترشح انسولين، تحريک‌پذيري نورون‌ها، انتقال اپيتليالي الکتروليت‌ها، انقباض عضله صاف، تنظيم حجم سلول و ضربان قلب دخيلند (Hille, 2001). ساير کانالهاي پتاسيمي فقط در بافتهاي تحريک پذير (نورونها، ماهيچههاي اسکلتي و قلبي) بيان شده و بيان آنها ميتوانند الگوهاي سلولي و زيرسلولي بسيار محدود داشته باشند و جنبههاي خاص و موضعي سيگنالينگ الکتريکي را تنظيم کنند (Kang et al., 2008). کانالهاي پتاسيمي در نورونها در موارد زير دخالت ميکند: برقراري پتانسيل استراحت غشاء (RMP)، تنظيم مدت زمان پتانسيل عمل (AP duration)، تنظيم تحريکپذيري يک نورون منفرد و کنترل قدرت سيناپسي بين نورونها (Vatanparast, et al., 2006). کانالهاي پتاسيمي وابسته به ولتاژ و کانالهاي پتاسيمي وابسته به کلسيم از مهمترين اين کانالها ميباشند که در ادامه به آنها اشاره خواهدشد.

1-4-2-1) کانال‌هاي پتاسيمي وابسته به ولتاژ
کانال‌هاي پتاسيمي وابسته به ولتاژ، تنظيمکننده طول مدت فاز رپلاريزاسيون پتانسيل عمل، هيپرپلاريزاسيون متعاقب (AHP) و فاصله بين اسپايک‌ها مي‌باشند (Edgerton, et al., 2003). از جمله مهمترين آنها عبارتاست از: کانالهاي پتاسيمي جبرانکننده تأخيري31 (KDr) که به خاطر کنتيک فعال شدن آهسته احتمالاً در فاز رپلاريزاسيون و تعيين مدت پتانسيل عمل مشارکت ميکنند، کانالهاي پتاسيمي سريع (A-type) که بواسطه کنتيک بسيار سريعشان در ايجاد فعاليت با فرکانس بالا مشارکت دارند (Jonas et al., 2004)، همچنين جريانهاي پتاسيمي نوع M که کنتيک آهستهتر از کانالهاي KDr دارند و معمولاً بعنوان کانالهايي که غيرفعال نميشوند شناخته ميشوند و بواسطه همين ويژگيشان در پديده تطابق32 مشارکت دارند (Storm, 1990).

1-4-2-2) کانالهاي پتاسيمي وابسته به کلسيم
در بسياري از نورونها ورود کلسيم طي پتانسيلهاي عمل سبب فعالسازي برخي از انواع کانالهاي پتاسيمي ميشود. اين کانالها در سلولهاي تحريکپذير اهميت بسزايي دارند و در ايجاد رپلاريزاسيون و هيپرپلاريزاسيون متعاقب پتانسيل عمل (AHP) مشارکت دارند (Vatanparast, et al., 2007). اين جريان نخستين بار توسط Meech و Strumwasser در سال 1970 در نورون‌هاي حلزون شناسايي شد. امروزه اين جريانات پتاسيمي وابسته به کلسيم در انواع مختلفي از سلول‌ها شناخته شده‌اند اين کانالها بر اساس ويژگيهاي بيوفيزيکي و فارماکولوژيکي به 3 دسته ي BK، SK و IK تقسيم ميشوند (Vegara, et al., 1998).
کانالهاي BKنخستين بار در غشاي سلول‌هاي کرومافين (Marty A, 1981) و عضله اسکلتي موش شناسايي شدند (Pallotta, et al., 1981). اين کانالها هدايتپذيري بالايي داشته و فعالشدنشان مستلزم دپلاريزاسيون غشاء و حضور کلسيم ميباشد. هدايت کانال منفرد در حدpS 250-100 مي‌باشد (McManus, 1991).
دربسياري از سلول‌ها کانال‌هاي BK در رپلاريزاسيون سريع و همچنين در AHP سريع (fAHP)، که بطور سريع در طي پتانسيل عمل فعال شده و چند ده ميلي ثانيه دوام دارد، نقش دارند. لذا مهار اين کانال‌ها مي‌تواند باعث افزايش غير فعال شدن جريانات زودگذر سديمي (INaT) و افزايش فعال شدن جريانات آهسته پتاسيمي شود که کاهش فرکانس پتانسيل عمل در سلول‌ها را بهدنبال دارند (Gu, et al., 2007) بنابراين زمان تحريک‌ناپذيري را تحت تاثير قرار داده و تحريک‌پذيري سلول را کاهش مي‌دهد. هر عاملي که باعث افزايش غيرطبيعي هدايت کانالهاي BK شود، مثل جهش در زيرواحدهاي اصلي (?)، منجر به افزايش غيرنرمال تحريکپذيري و بروز اختلالاتي از جمله صرع ميشود (Du, et al., 2005). اين کانالها بوسيله غلظتهاي کم تترااتيلآمونيوم33، iberiotoxinو paxilline مهار ميشوند (Faber and Sah, 2003; Galvez, et al., 1990).
کانالهاي IK داراي هدايتپذيري متوسطي ميباشند. هدايت کانال منفرد متوسطي در حدpS 80-20 هستند به ولتاژ غيرحساساند و اخيرا در مخچه شناسايي شدهاند (Engbers, et al., 2011). اين کانالها در سلولهاي محدودي مثل گلبولهاي قرمز و سلولهاي اپتليالي نيز بيان ميشوند (Ishii, et al., 1997).
کانالهاي SKدر بخش‌هاي مختلف سيستم عصبي مرکزي به ويژه در سيستم ليمبيک و با تعداد کمتر در نواحي مانند نئوکورتکس و مخچه بيان مي‌شوند (Kohler, et al., 1996). اين کانالها داراي هدايتپذيري کمتر نسبت به دو مورد ديگر بوده داراي هدايت کانال منفرد در حدpS 20-4 هستند، به ولتاژ غيرحساس بوده و فعال شدنشان تنها وابسته به حضور کلسيم ميباشد و بوسيله apamin مهار ميشوند (McManus, 1991; .Hallaworth, et al., 2003) برخلاف کانال‌هاي BK کانال‌هاي SK در رپلاريزاسيون پتانسيل عمل شرکت نمي‌کند. اين کانالها بيشتر مسئول فاز AHP آهسته34 و متوسط35 ميباشند (Sah and McLachlan, 1992). بنابراين نقشي اساسي در کنترل فرکانس پتانسيلهاي عمل و الگوي فعاليت بسياري از نورونها ايفا ميکنند همچنين پيشنهاد شده که کانال مذکور در پديده تطابق (accommodation) نوعي مکانيسم مهاري در برابر افزايش بيش از حد فرکانس نيز دخالت دارد .(Yen, et al., 1999)

1-4-3)

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید