التعلم أفضل من خلال الزنك ؟ الزنك ينظم مخزون وإفراز النواقل العصبية

٢١ مارس ٢٠١٧

ترجمه ابو طه / عدنان احمد الحاجي 

Better Learning through Zinc?

Zinc regulates the storage and release of neurotransmitters

March 21, 2017

المقالة رقم ١٣٥ لسنة ٢٠١٧

الزنك هو مغذي دقيق حيوي يشارك في العديد من العمليات الخليوية: على سبيل المثال، في عمليات التعلم والذاكرة، فإنه يلعب دورا لم يفهم بعد. وباستخدام القياسات النانوية الكهروكيميائية، حقق الباحثون السويديون تقدما نحو فهم هذا الدور من خلال إيضاح  أن الزنك يؤثر على إفراز  الجزيئات الناقلة. كما نشر في مجلة Angewandte Chemie,  الزنك يغير عدد جزيئات الناقل المخزنة في الحويصلات ويغير ديناميات إفرازها  من الخلية.

عندما تُـنقل الإشارات عن طريق المشابك العصبية، يتم إفراز  الجزيئات الناقلة (الناقلات العصبية) من غرف التخزين (حويصلات المشبكية) إلى الشق المشبكي، حيث يتم "التعرف عليها" من قبل الخلايا العصبية المجاورة. ويستند هذا الإفراز  على قذف الخلية لمحتوياتها:  الحويصلة تلتحم مع غشاء الخلية، وتنفتح عند نقطة الملامسة، وتفرز جزءاً من محتوياتها إلى الخارج، وتنغلق، وتنفصل عن غشاء البلازما بحيث يمكن اعادة تعبئتها.

وقام فريق بقيادة أندرو ج. إوينج من جامعة جوتنبرج بالسويد باستخدام أقطاب نسيج الكربون  برأس نانوي لدراسة تأثير الزنك على هذه العمليات. وأجروا قياسات على خلايا PC12 التي تفرز الناقل العصبي الدوبامين  عندما يحفزها تركيز البوتاسيوم العالي، المماثلة للخلايا العصبية. يقول إوينغ: «من خلال وضع طرف كهربائي على سطح الخلية، يمكننا متابعة انفتاح  الحويصلات الفردية وحساب عدد الجزيئات التي يتم افرازها». في المقابل، إذا تم ادخال رأس  القطب في داخل الخلية، تلتصق الحويصلات في السيتوبلازم  بالقطب وتفرز  محتوياتها كاملة. يقول إوينغ: "المرحلة  العابرة الحالية  تسمح لنا بتحديد عدد الجزيئات الناقلة الموجودة في الحويصلات الفردية مباشرة في السيتوبلازم من الخلايا الحية".

بعد العلاج بالزنك، انخفض العدد الإجمالي للناقلات العصبية الموجودة في الحويصلات، بمعدل ٢٧٪. ومع ذلك، فإن كمية الناقل  المفرز  عند التحفيز ظلت ثابتة.  التحليل للحالات العابرة  الحالية  تفسر هذا التناقض الظاهري. وفقا ل إوينغ، "الزنك يغير ديناميات الإفراز . قبل وبعد انفتاح  الحويصلة يتكون  ثقب عند نقطة الملامسة مع غشاء البلازما. وبعد العلاج بالزنك،  انغلق الثقب  ببطء أكثر من المعتاد. وبالتالي فإن الحويصلة بقيت مفتوحة لفترة أطول وأفرزت  ٩٢٪ من الجزيئات الناقلة إلى الخارج بدلا من ٦٦٪ فقط من دون الزنك. "

من أجل التحقيق في هذه الظاهرة عن كثب، تم تجريد الخلايا طبقة  طبقة من الخارج الى الداخل وتم تحليلها بواسطة مطياف الكتلة. ووجد الباحثون الزنك بالقرب من غشاء الخلية والثاني في داخل الخلية. "الأول قادر على الارتباط مع  بروتين كيناز C، وهو انزيم  يرتبط بالغشاء لتنظيم سرعة قذف الخلية لمحتوياتها ( الإيماس) . يمكن أن يؤدي  الزنك داخل الخلية إلى إبطاء البروتين الناقل الذي يحمّل الدوبامين في الحويصلات ". "نتائجنا تعطي  أخيرا علاقة  بين الزنك وتنظيم الإفراز النواقل العصبية. هذا يمكن أن يكون مهما لتشكيل وتخزين الذاكرة ".