الدوبامين: وظائف وآلية العمل

الدوبامين هو ناقل عصبي تنتجه مجموعة واسعة من الحيوانات ، بما في ذلك كل من الفقاريات واللافقاريات. وهو أهم ناقل عصبي للجهاز العصبي المركزي للثدييات ويشارك في تنظيم وظائف مختلفة مثل السلوك الحركي أو الحالة المزاجية أو العاطفية.

يتم إنشاؤه في الجهاز العصبي المركزي ، أي في دماغ الحيوانات ، وهو جزء من المواد المعروفة باسم الكاتيكولامينات. الكاتيكولامينات هي مجموعة من الناقلات العصبية التي يتم إطلاقها في مجرى الدم والتي تشمل ثلاث مواد رئيسية: الأدرينالين ، النورادرينالين ، والدوبامين.

يتم تصنيع هذه المواد الثلاث من التيروزين الحمض الأميني ويمكن إنتاجها في الغدد الكظرية (هياكل الكلى) أو في النهايات العصبية للخلايا العصبية.

يتم إنشاء الدوبامين في أجزاء متعددة من الدماغ ، وخاصة في المادة السوداء ، ويعمل بمثابة ناقل عصبي في الجهاز العصبي المركزي ، وينشط الأنواع الخمسة لمستقبلات الدوبامين: D1 و D2 و D3 و D4 و D5.

في كل منطقة من مناطق الدماغ ، يكون الدوبامين مسؤولاً عن القيام بعدد من الوظائف المختلفة.

أهمها: الحركات الحركية ، وتنظيم إفراز البرولاكتين ، وتفعيل نظام اللذة ، والمشاركة في تنظيم النوم والمزاج ، وتفعيل العمليات المعرفية.

نظام الدوبامين

الآلاف من الخلايا العصبية الدوبامينية موجودة في المخ ، أي مواد الدوبامين الكيميائية.

إن حقيقة أن هذا الناقل العصبي وفير للغاية ويتم توزيعه بين مناطق عصبية متعددة ، أدى إلى ظهور أنظمة الدوبامين.

هذه الأنظمة تعطي أسماء للارتباطات المختلفة للدوبامين في مناطق مختلفة من الدماغ ، وكذلك للأنشطة والوظائف التي يؤديها كل منها.

بهذه الطريقة ، يمكن تصنيف الدوبامين وإسقاطاته في 3 أنظمة رئيسية.

1- نظم قصيرة جدا

إنه يصنع مجموعتين من الخلايا العصبية الدوبامينية الرئيسية: تلك الموجودة في اللم الشمي وتلك الموجودة في الطبقات الشبكية.

وظيفة هاتين المجموعتين الأوليين من الدوبامين هي المسؤولة بشكل أساسي عن الوظائف الإدراكية البصرية والشمية.

2- نظام الطول المتوسط

وهي تشمل الخلايا الدوبامينية التي تبدأ في منطقة ما تحت المهاد (منطقة داخلية من الدماغ) وتنتهي في النواة الوسيطة للغدة النخامية (غدة صماء تفرز الهرمونات المسؤولة عن تنظيم التوازن في التوازن).

تتميز هذه المجموعة الثانية من الدوبامين بشكل أساسي بتنظيم الآليات الحركية والعمليات الداخلية للجسم مثل درجة الحرارة والنوم والتوازن.

3- نظم طويلة

تشتمل هذه المجموعة الأخيرة على الخلايا العصبية في منطقة العلامة البطنية (منطقة دماغية موجودة في الدماغ المتوسط) ، والتي ترسل إسقاطات إلى ثلاث مناطق عصبية رئيسية: النواة (النواة الذيلية والبوتامينية) ، القشرة الحوفي وغيرها من الهياكل الحوفي.

هذه الخلايا الدوبامينية مسؤولة عن العمليات العقلية الفائقة مثل الإدراك أو الذاكرة أو المكافأة أو الحالة المزاجية.

كما نرى ، فإن الدوبامين مادة يمكن العثور عليها في أي منطقة دماغية تقريبًا وتلعب عددًا لا حصر له من الأنشطة والوظائف العقلية.

لهذا السبب ، فإن الأداء الصحيح للدوبامين له أهمية حيوية لرفاهية الناس ، وهناك العديد من التعديلات المرتبطة بهذه المادة.

ومع ذلك ، قبل الخوض في مراجعة تفصيلية لأفعال هذه المادة وآثارها ، سنتعمق أكثر في عملها وخصائصها.

توليف الدوبامين

الدوبامين هو مادة داخلية من الدماغ وعلى هذا النحو ، ينتجها الجسم بشكل طبيعي.

يتم تصنيع هذا الناقل العصبي في أطراف العصب الدوباميني حيث يكون تركيزه مرتفعًا من الإنزيمات المسؤولة.

هذه الإنزيمات التي تعزز إنتاج السيروتونين هي التيروزين هيدروكسيلاز (TH) و decarboxylase من الأحماض الأمينية العطرية (L-DOPA).

وبهذه الطريقة ، فإن عمل هذين الإنزيمين في المخ هما العامل الرئيسي الذي يتوقع إنتاج الدوبامين.

يتطلب إنزيم L-DOPA وجود إنزيم TH ليتطور ويضاف إلى الأخير لإنتاج الدوبامين.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن وجود الحديد مطلوب أيضًا من أجل التطوير الصحيح للناقل العصبي.

وبالتالي ، من أجل توليد الدوبامين وتوزيعه بشكل طبيعي من خلال مناطق مختلفة من الدماغ ، فإن مشاركة المواد المختلفة والإنزيمات والببتيدات في الكائن الحي أمر ضروري.

كيف يعمل الدوبامين؟

جيل الدوبامين الذي شرحناه أعلاه لا يشرح طريقة عمل هذه المادة ، ولكن ببساطة مظهرها.

بهذه الطريقة ، بعد توليد الدوبامين ، تبدأ الخلايا العصبية الدوبامينية في الظهور في المخ ، ولكن يجب أن تبدأ هذه الوظائف في أداء أنشطتها.

مثل جميع المواد الكيميائية من أجل العمل ، يجب على الدوبامين التواصل مع بعضها البعض ، أي أنه يجب نقله من خلية إلى أخرى.

خلاف ذلك ، ستبقى المادة هادئة دائمًا ولن تؤدي أي نشاط في المخ أو تنفذ التحفيز العصبي اللازم.

من أجل نقل الدوبامين من خلية عصبية إلى أخرى ، من الضروري وجود مستقبلات محددة ، مستقبلات الدوبامين.

يتم تعريف المستقبلات على أنها جزيئات أو صفائف جزيئية يمكنها التعرف بشكل انتقائي على اللجند ويتم تنشيطه عن طريق الرابط نفسه.

بهذه الطريقة ، تكون مستقبلات الدوبامين قادرة على تمييز الدوبامين عن الأنواع الأخرى من الناقلات العصبية والاستجابة لها فقط.

عندما يتم إطلاق الدوبامين بواسطة الخلايا العصبية ، يبقى في الفضاء بين المفصل (المسافة بين الخلايا العصبية) حتى يلتقطه مستقبل الدوبامين ويدخله في عصبون آخر.

أنواع مستقبلات الدوبامين

هناك أنواع مختلفة من مستقبلات الدوبامين ، ولكل منها خصائص ووظائف معينة.

على وجه التحديد ، يمكن تمييز 5 أنواع رئيسية: مستقبلات D1 ، مستقبلات D5 ، مستقبلات D2 ، مستقبلات D3 ومستقبلات D4.

مستقبلات D1 هي الأكثر وفرة داخل الجهاز العصبي المركزي وتوجد بشكل رئيسي في السل الشمي ، في neostriate ، في النواة تتكوم ، في اللوزة ، في نواة تحت المهاد وفي نواة الجسدية.

تظهر تقاربًا منخفضًا نسبيًا للدوبامين ، ويؤدي تنشيط هذه المستقبلات إلى تنشيط البروتينات وتحفيز الإنزيمات المختلفة.

مستقبلات D5 أقل ندرة بكثير من مستقبلات D1 ولها أداء مشابه جدًا.

تتواجد مستقبلات D2 بشكل رئيسي في الحصين ، وفي النواة المتكئة وفي النواة ، ويتم اقترانها ببروتينات G.

أخيرًا ، توجد المستقبلات D3 و D4 بشكل أساسي في القشرة الدماغية وستشارك في العمليات المعرفية مثل الذاكرة أو الانتباه.

وظائف الدوبامين

كما لاحظنا ، يعد الدوبامين من أهم المواد الكيميائية في الدماغ ، وبالتالي يؤدي وظائف متعددة.

حقيقة أنه يتم توزيعه على نطاق واسع في مناطق الدماغ يعني أن هذا الناقل العصبي لا يقصر نفسه على أداء نشاط واحد أو وظائف ذات خصائص مماثلة.

في الواقع ، يشارك الدوبامين في عمليات دماغية متعددة ويسمح بأداء أنشطة متنوعة للغاية ومختلفة للغاية.

المهام الرئيسية التي يقوم بها الدوبامين هي:

الحركة الحركية

الخلايا العصبية الدوبامينية الموجودة في المناطق الداخلية من الدماغ ، أي في العقد القاعدية ، تسمح بإنتاج الحركات الحركية للأشخاص.

في هذا النشاط ، يبدو أن مستقبلات D5 متورطة بشكل خاص ، والدوبامين عنصر أساسي لتحقيق الأداء الحركي الأمثل.

حقيقة أن وظيفة الدوبامين أكثر وضوحا هي مرض الشلل الرعاش ، وهو مرض يصيب فيه غياب الدوبامين في العقد القاعدية بوفرة قدرة حركة الفرد.

الذاكرة والانتباه والتعلم

يتم توزيع الدوبامين أيضًا في المناطق العصبية التي تسمح بالتعلم والذاكرة ، مثل الحصين والقشرة الدماغية.

عندما لا يتم إفراز الدوبامين الكافي في هذه المناطق ، يمكن أن تحدث مشاكل في الذاكرة ، وعدم القدرة على الحفاظ على الاهتمام وصعوبات في التعلم.

مشاعر الثواب

من المحتمل أن تكون الوظيفة الرئيسية لهذه المادة لأن الدوبامين المفرز في الجهاز الحوفي يسمح بتجربة الإحساس بالسرور والمكافأة.

وبهذه الطريقة ، عندما نؤدي نشاطًا يبعث على السرور لنا ، يُطلق عقولنا الدوبامين تلقائيًا ، مما يسمح بتجربة الشعور بالمتعة.

تثبيط إنتاج البرولاكتين

الدوبامين مسؤول عن تثبيط إفراز البرولاكتين ، وهو هرمون الببتيد الذي يحفز إنتاج الحليب في الغدد الثديية وتوليف البروجسترون في الجسم الأصفر.

يتم تنفيذ هذه الوظيفة بشكل رئيسي في نواة القوس المقطعي وفي الغدة النخامية الأمامية.

تنظيم النوم

إن عمل الدوبامين في الغدة الصنوبرية يجعل من الممكن إيقاع إيقاع الساعة البيولوجية عند البشر لأنه يسمح بإطلاق الميلاتونين وإنتاج الإحساس بالنوم عندما يستغرق وقتًا بدون نوم.

بالإضافة إلى ذلك ، يلعب الدوبامين دورًا مهمًا في معالجة الألم (ترتبط المستويات المنخفضة من الدوبامين بالأعراض المؤلمة) ، وتشارك في أعمال الغثيان الذاتية الانعكاس.

تعديل الفكاهة

أخيرًا ، يلعب الدوبامين أدوارًا مهمة في تنظيم الحالة المزاجية ، لذلك ترتبط المستويات المنخفضة من هذه المادة بالزاج والاكتئاب.

الأمراض المتعلقة الدوبامين

الدوبامين مادة تمارس أنشطة دماغية متعددة ، لذلك يمكن أن يؤدي عطلها إلى العديد من الأمراض. الأكثر أهمية هي.

مرض باركنسون

هو علم الأمراض الذي لديه علاقة مباشرة أكثر مع عمل الدوبامين في مناطق الدماغ.

في الواقع ، يتم إنتاج هذا المرض بشكل رئيسي عن طريق فقدان التنكسية من الناقلات العصبية الدوبامينية في العقد القاعدية.

يؤدي الانخفاض في الدوبامين إلى ظهور الأعراض الحركية النموذجية للمرض ، ولكنه قد يتسبب أيضًا في ظهور مظاهر أخرى تتعلق بعمل الناقل العصبي مثل مشاكل الذاكرة أو الانتباه أو الاكتئاب.

يعتمد العلاج الدوائي الرئيسي لمرض باركنسون على استخدام سلائف الدوبامين (L-DOPA) ، والذي يسمح بزيادة طفيفة في كميات الدوبامين في المخ وتخفيف الأعراض.

فصام

تعتمد الفرضية الرئيسية لمسببات الفصام على نظرية الدوبامين ، التي تنص على أن هذا المرض يرجع إلى فرط نشاط الناقل العصبي الدوبامين.

تدعم هذه الفرضية فعالية الأدوية المضادة للذهان لهذا المرض (والتي تمنع مستقبلات D2) وقدرة الأدوية التي تزيد من نشاط الدوبامين مثل الكوكايين أو الأمفيتامينات لتوليد الذهان.

صرع

بناءً على الملاحظات السريرية المختلفة ، فقد تم افتراض أن الصرع يمكن أن يكون متلازمة نقص نشاط الدم الدوباميني ، وبالتالي فإن العجز في إنتاج الدوبامين في مناطق الميزولمبيك يمكن أن يؤدي إلى هذا المرض.

لم يتم التصدي لهذه المعطيات بالكامل ولكنها مدعومة بفعالية الأدوية التي كانت فعالة في علاج الصرع (مضادات الاختلاج) ، مما يزيد من نشاط مستقبلات D2.

إدمان

في نفس آلية الدوبامين التي تسمح بتجربة المتعة والإشباع والتحفيز ، يتم أيضًا الحفاظ على قواعد الإدمان.

الأدوية التي توفر تحررا أكبر من الدوبامين مثل التبغ والكوكايين والأمفيتامينات والمورفين هي تلك التي لديها قوة إدمان أكبر بسبب الزيادة في الدوبامين التي تنتجها في مناطق الدماغ من المتعة والمكافأة.