ماهية وفسيولوجيا إنزيم الكولين أستيريز ودوره في اتمام ألية الانقباض العضلي

[الدكتور وليد احمد عواد الكبيسي]

ماهية إنزيم الكولين أستيريزCholine strase
يعد إنزيم الكولين إستيريز من البروتينات الضخمة والمعقدة ويتألف من أربع سلاسل ببتدية وتتواجد بشكل ديمرمثنوي Two dimmers، وكما موضح في الشكل. ويوجد في معظم الكائنات الاولية (البدائية) وانتهاء بالجنس البشري، إذ يوجد عند الانسان بشكل اساسي في الدم والانسجة، كأنسجة الجهاز العصبي المركزي والذاتي، وتتمثل إنزيمات الكولين أستيريز بمجموعتين من الإنزيمات تختلف قليلاً عن بعضها.
فالمجموعة الاولى: هي الإنزيمات المحللة لأستيل كولين(Acetyl cholineaceth hydrolase) وتسمى أيضاً بأستيل كولين أستيريز الحقيقي(Acetyl cholines terase).
والمجموعة الثانية: هي الإنزيمات المحلله لأستيل كولين(Acetyl choline acylhydrolases) وتسمى أيضاً بيوتريل كولين إستيريز(Butryl cholinesterase) أو الكولين أستيريز الكاذب(Qche)(Pseudo cholinesterase). ومن الجدير بالذكر،بأن هناك أختلاف في أماكن تواجد الإنزيمين في أنسجة الجسم وكما يلي:
أ- إنزيم كولين أستيريز الحقيقي (ACHE) True- Cholinesterase: يوجد الإنزيم بصفة أساسية في أنسجة الجهاز العصبي والعضلات ويوجد بنسبة عالية في جميع المشابك العصبية الكولينة (المولدة لقدرة الكولين) وفي مسافات الوصل العصبي والوصل العصبي العضلي وفي بلازما الدم وكريات الدم الحمراء، ولها القدرة على تحليل الاستيل كولين بمدة لا تتجاوز 0.001 من الثانية.
ب– إنزيم كولين إستيريز الكاذب (Bu ChE) pseudo-cholinessterase ويوجد
هذا الإنزيم في الكبد ومصل الدم، والكبد هم المصدر الرئيسي للإنزيم الذي يوجد
في مصل الدم، وبصفة عامة فإن تقدير نشاط إنزيم الكولين أستيريز الكاذب مهم جدا.
ومحور المقالة يركز على إنزيم الكولين أستيريز الحقيقي، لما له من أهمية كبيرة في أتمام ألية الانقباض العضلي، أذ أن هناك معلومات قليليه متوافرة عن مكان تخليق إنزيم الكولين أستيريز الحقيقي (Ache)، فقد يخلق في الأنسجة العصبية قريبا من الشبكة الاندوبلازمية وينقل إلى سطوح أغشية الخلايا حيث يقوم بعمله الفسيولوجي، بينما إشارة الدارسات التي اعتمدت على النظائر المشعة إلى أن تخليق الإنزيم في خلايا العضلات، ثم ينقل إلى غشاء البلازما. وقد يكون هذا الرأي الأرجح لكون نقل الإشارة العصبية يكون سريعا في في أثناء الحركة وما تتطلبه عمليات الانقباض والانبساط وارتباط الخيوط البروتينية للموياسين والاكتين، وتعد إنزيمات (AchE) ذات دور فسيولوجي أساسي في عمليات نقل الاشارات الحسية بين الاعصاب والعقد العصبية والعضلات، ونقل هذه الاشارات بين الوحدات العصبية المختلفة في الجهاز العصبي، وكذلك في تنظيم نفاذية الأغشية البلازمية، ويعتقد أن أثر الإنزيم (AchE) حدد في نقاط التقاء الاعصاب بالعضلات وفي الشبكة العصبية الحاوية على الالياف العصبية والتي تحدث تأثير منبها له (AchE) وكذلك بتحفيز تحلل الاستيل كولين المتجمع في ملتقى اقتراب الأعصاب وبذلك يسهل انتقال الحافز. وحسب التفاعل الاتي.
Ach(العصبي الناقل )+AchE(أستيريزكولين إنزيم)→AchEAch→AchE.AcetylCoA(الإنزيم مرافق)+cholineAchE.AcetylcoA(الكولين ضخ )→acetate+Enzyme+CoA(الأيضية النواتج)
إذ يجري نقل أستيل مرافق الأنزيمA بواسطة الدورة الدموية نحو الخلية قبل التشابكية، كما يجري إعادة ضخ الكولين إلى النهاية الطرفية، أما النواتج الأيضية الناتجة من التحطيم تستخدم في أعادة بناء الناقل من جديد ثم ضخه داخل الحويصلات التشابكية، ولا يتبقى إلا كمية قليله جداً من الناقل حره(سائبة) في النهاية الطرفية وهذه العملية تحتاج إلى الطاقة المتمثلة في ATP. ويبلغ مستوى الإنزيم 5-12 وحدة u\ml في مصل الدم وبشكل ذائب من أجل نقل النبضات العصبية، ومن الجدير بالذكر بأن هناك مركبات ذات تأثير تثبيطي على فعالية الأنزيم بنوعيه (ِAchE, Bu AchE) كمركبات الفسفور العضوية .
وفسيولوجياً لا يمكن ان يكون هناك أي حركة في الجسم مالم يقترن عمل إنزيم الكولين إستيريز بالناقل العصبي الاستيل كولين وفاعلية،إذ أن زيادة تركيز الاستيل كولين في الفراغ المشبكي بعد أداء مهمته في تنشيط الخلية المستقبلة للتيار العصبي، فإن وجود الناقل العصبي في الفراغ المشبكي يعني إستمرار تنبيه الخلية المستقبلة(إزالة إستقطاب) وعدم عودة الخلية المستقبلة لوضعها الطبيعي( فرط استقطاب)، مما يحدث خللاً في النقل الكيميائي إذ إن عودة الخلية المستقبلة إلى وضعها الطبيعي مرتبط بتحرر إنزيم كولين إستيريز وفعاليته في الفراغ المشبكي لإنهاء مفعول الناقل العصبي( الاستيل كولين). أذ أن سبب عودة الاستقطاب للخلية العصبية يكون بفعل إنزيم الكولين إستيريز والذي يتوفر وجوده في نقاط الاتصال العصبي العضلي، إذ يعمل على تحطيم الاستيل كولين الذي سمح للإشارة العصبية بالنفاذ عبر الغشاء، إلى مكوناته الرئيسية فيحوله إلى الكولين وحامض الخليك، ومن ثم يبطل عمله وتعود نفاذية الغشاء الاختيارية إلى وضعها الطبيعي في حالة الراحة( فرق الجهد) اللاستقطاب، وعندها تكون العضلة مهيأة للاستجابة للإشارة العصبية التالية مما ينتج عن ذلك ، ديمومة الانقباض العضلي، إذ يعمل على تعطيل الناقل العصبي( الاستيل كولين) المتحرر عن العمل وتدوير مكوناته الرئيسة، مما يؤدي إلى تجهيز الفجوة العصبية العضلية( الشق التشابكي) لإستقبال كمية آخرى من الناقل العصبي لنقل الاشارة التالية عند وصول جهد فعل جديد، وهذا ما يفسر لنا سبب تنشيط المستقبل طالما استمر ارتباط الناقل العصبي به، ويتبع ذلك أن تستمر القنوات الأيونية بالعمل الأمر الذي قد يكون له عواقب وخيمة على نشاط الخلية بعد التشابكية، فإذا كانت الخلية بعد التشابكية ليفاً عضلياً، فإن ذلك يؤدي إلى انقباضه انقباضات متتالية مما يؤدي إلى الاجهادFatigue، واذ كانت الخلية بعد التشابكية عصبوناً فإن استمرار ارتباط الناقل العصبي بمستقبلاته يؤدي إلى إعطائها لسيل من جهود الفعل مما يسبب نضوب الناقل العصبي من نهاياتها، ومن ثم توقفها عن الاستجابة، لهذا فإن من الحكمة أن يتوقف الناقل عن العمل بعد الارتباط بمستقبلاته وبعد تنشيطها بفترة من الوقت، إذ تتم عملية تعطيل معظم النواقل عن العمل بنقلها ثانية إلى نهاية الطرفية التي أفرزتها( أي الخلية قبل التشابكية) وتدعى عملية النقل هذه إعادة التناول reuptake. لذا يمكنا الاستنتاج بأنه كلما ازادت كمية الناقل العصبي المتحررة نتيجة للجهد البدني المرتفع ازدادت فعالية إنزيم الكولين إستيريز من أجل تحطيمه والمحافظة على ديمومة العمل العصبي العضلي، إذ أن زيادة فعالية ونشاط الإنزيم يساعد على تكوين الناقل العصبي ومن ثم ضمان حدوث التقلص العضلي، واستنفار أعداد متباينة من الوحدات الحركية بالإعتماد على مقدار الشغل المراد إنجازه. وهذا ما تستفيد منه العضلات في استنفار الوحدات الحركية ليس فقط في زيادة مقدار الانقباض الذي يتطلبه الشغل المراد إنجازه، بل في استبدال الوحدات الحركية التي أصبحت على وشك الاعياء(لأنها بدأت بالإنقباض قبل غيرها) بوحدات حركية آخرى وهذا يمكن العضلة من استمرار الانقباض لفترة طويلة جداً دون الاصابة بالإعياء. لذا فأن استنفاد أو تراكم مادة الاستيل كولين Acetylcoline هي التي تؤدي إلى حدوث التعب، مما يؤثر على انتقال الاشارة العصبية من النهاية العصبية إلى سطح الليفة العضلية.

[الكاتب]

المشاركات