المستقبلات الكيميائية: كيف تستشعر أجسامنا تغيرات الكيمياء؟

يحتاج الجسم إلى معرفة ما يحدث داخله وحوله باستمرار. تستجيب بعض المستقبلات للضغط أو الحرارة أو الضوء، بينما تختص المستقبلات الكيميائية بالتقاط إشارات كيميائية. وقد تكون الإشارة جزيئات رائحة تدخل الأنف، أو مواد ذائبة في اللعاب، أو تغيرًا في حموضة الدم والسوائل المحيطة بالخلايا.

لا تعمل جميع هذه المستقبلات بالطريقة نفسها؛ فبعضها يعتمد على ارتباط جزيء معين ببروتين على سطح الخلية، وبعضها يتأثر بتغيرات كيميائية تعدّل نشاط القنوات الأيونية. وفي الحالتين، تنتهي العملية بتغير في نشاط الخلية تنتقل آثاره إلى الأعصاب أو مراكز التحكم المناسبة.

توجد أنظمة الاستشعار الكيميائي في مواضع متعددة، لكن أبرز أمثلتها لدى الإنسان ترتبط بالحواس وتنظيم التنفس. ويختلف دور كل مجموعة بحسب موقعها ونوع التغير الذي تستجيب له.

مستقبلات الشم في الأنف

توجد الخلايا الحسية الشمية في نسيج متخصص أعلى التجويف الأنفي. تصل إليها جزيئات الروائح مع الهواء وتذوب في الطبقة المخاطية قبل التفاعل مع مستقبلاتها. ثم تنتقل الإشارات إلى البصلة الشمية ومنها إلى مناطق دماغية تساعد على التعرف إلى الرائحة وربطها بالذاكرة والانفعالات.

خلايا التذوق

تحتوي براعم التذوق على خلايا تستجيب للمواد الذائبة في اللعاب. وهي تسهم في تمييز المذاقات الأساسية: الحلو والمالح والحامض والمر والأومامي، أي المذاق اللذيذ المرتبط بمواد مثل الغلوتامات. ولا تنقسم مناطق اللسان إلى أجزاء منفصلة تختص كل منها بمذاق واحد كما تصوّر بعض الرسومات الشائعة.

مستقبلات تنظيم التنفس

تشمل مستقبلات مركزية في جذع الدماغ، وأخرى طرفية في الأجسام السباتية قرب تفرع الشريانين السباتيين في الرقبة، وفي الأجسام الأبهرية قرب قوس الشريان الأبهر. تراقب هذه الأنظمة مؤشرات كيميائية تساعد الدماغ على ضبط معدل التنفس وعمقه دون حاجة إلى التفكير الواعي.

ينتج ثاني أكسيد الكربون باستمرار من نشاط الخلايا، وتتخلص منه الرئتان أثناء الزفير. عندما يقل إخراجه مقارنة بما ينتجه الجسم، يرتفع مستواه وتزداد الحموضة. تلتقط أنظمة الاستشعار هذه التغيرات، وترسل إشارات إلى الشبكات العصبية المنظمة للتنفس لزيادة التهوية بحسب الحاجة.

المستقبلات المركزية وثاني أكسيد الكربون

يعبر ثاني أكسيد الكربون الحاجز الدموي الدماغي بسهولة، ويؤدي إلى تغير الحموضة في السائل المحيط بالدماغ. تستجيب المستقبلات المركزية أساسًا لهذا التغير، وليس لانخفاض الأكسجين مباشرة. لذلك يُعد ثاني أكسيد الكربون عاملًا رئيسيًا في التنظيم المعتاد للتنفس، مع مشاركة إشارات عصبية وكيميائية أخرى.

المستقبلات الطرفية والأكسجين

تستجيب المستقبلات الطرفية، وخصوصًا الموجودة في الأجسام السباتية، لانخفاض الضغط الجزئي للأكسجين في الدم الشرياني، كما تستجيب لارتفاع ثاني أكسيد الكربون وزيادة الحموضة. وتصبح استجابتها للأكسجين أقوى عندما ينخفض بشكل واضح. وهي تساعد الجسم على التكيف السريع مع التغيرات، مثل تلك التي قد تحدث عند الصعود إلى المرتفعات.

لكنها لا تقيس كمية الأكسجين الكلية المحمولة في الدم بصورة مباشرة. لذلك لا يمكن افتراض أن استجابتها وحدها تكشف كل أسباب نقص وصول الأكسجين إلى الأنسجة، كما في بعض حالات فقر الدم أو التسمم بأول أكسيد الكربون.

النكهة تجربة مشتركة يصنعها التذوق والشم والإحساس بالقوام والحرارة. أثناء المضغ تصل جزيئات عطرية من الفم إلى الأنف من الخلف، فتضيف تفاصيل لا توفرها براعم التذوق وحدها. لهذا يبدو الطعام أقل نكهة عند احتقان الأنف، رغم بقاء القدرة على تمييز الحلو أو المالح.

أما الشعور بحرقة الفلفل أو برودة النعناع، فيعتمد بدرجة كبيرة على نهايات عصبية حسية تستجيب لمواد كيميائية، وليس على مذاق أساسي إضافي. وتوضح هذه الأمثلة كيف تتعاون مسارات حسية مختلفة لتكوين تجربة واحدة متكاملة.

قد تتأثر الخلايا المستشعرة أو الأعصاب الناقلة أو مراكز معالجة الإشارات، لكن الأعراض لا تحدد موضع الخلل بمفردها. كما أن كثيرًا من مشكلات الشم والتنفس تنشأ لأسباب أخرى، ولا تعني أن المستقبلات الكيميائية نفسها تالفة.

• في الشم: قد تسبب العدوى التنفسية أو التهاب الأنف والجيوب أو السلائل الأنفية ضعف الشم، وقد يحدث أيضًا بعد إصابة الرأس أو مع بعض الأمراض العصبية.
• في التذوق: قد تؤثر مشكلات الفم والأسنان وجفاف الفم وبعض الأدوية أو العلاجات، بينما يكون ما يصفه الشخص بفقد التذوق ناتجًا أحيانًا عن ضعف الشم.
• في تنظيم التنفس: قد تغير أمراض عصبية أو اضطرابات تنفسية مزمنة الاستجابة للغازات، كما تستطيع المواد الأفيونية وبعض المهدئات تثبيط مراكز التنفس.

ولا يوجد مرض واحد جامع يسمى «مرض المستقبلات الكيميائية»، كما لا توجد طريقة منزلية موثوقة لاختبار كفاءتها جميعًا. التشخيص يبدأ بفهم العرض وسياقه، لا بإسناده مباشرة إلى مستقبل محدد.

يسأل الطبيب عن بداية الأعراض والأدوية المستخدمة والعدوى السابقة والتدخين وإصابات الرأس، ثم يجري فحصًا مناسبًا. وقد يشمل التقييم فحص الأنف والفم، أو اختبارات معيارية للشم والتذوق، أو تقييم الجهاز العصبي بحسب الحالة.

عند وجود مشكلة تنفسية، قد تُستخدم قراءة تشبع الأكسجين أو تحليل غازات الدم لتقييم الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والحموضة. وقد تلزم اختبارات وظائف الرئة أو دراسة النوم. هذه الفحوص تقيّم جوانب من المشكلة، وليست كلها اختبارات مباشرة للمستقبلات.

ومن المهم أن جهاز قياس الأكسجين المنزلي لا يقيس ثاني أكسيد الكربون؛ لذلك لا تستبعد القراءة المقبولة جميع أسباب ضعف التهوية. ولا ينبغي تجاهل النعاس غير المعتاد أو صعوبة التنفس اعتمادًا على الرقم وحده.

احجز موعدًا إذا استمر تغير الشم أو التذوق، أو أثّر في تناول الطعام والوزن، أو صاحبه انسداد أنفي متكرر. واطلب تقييمًا أيضًا عند وجود ضيق نفس متكرر، أو صداع صباحي ونعاس نهاري واضح، أو شخير مصحوب بتوقف ملحوظ في التنفس أثناء النوم.

• اطلب الإسعاف عند ضيق النفس الشديد، أو ازرقاق الشفتين، أو الإغماء أو التشوش المفاجئ.
• اطلب المساعدة فورًا إذا أصبح التنفس بطيئًا أو سطحيًا مع صعوبة إيقاظ شخص، خاصة بعد تناول أفيونات أو مهدئات.
• عند الاشتباه بتسرب غاز أو التعرض لأول أكسيد الكربون، غادر المكان إلى الهواء الطلق إن أمكن بأمان واتصل بالطوارئ؛ فهذا الغاز بلا رائحة.

تجنب التدخين والتعرض للمهيجات، واعتنِ بصحة الفم والأنف، ولا توقف دواءً موصوفًا بسبب تغير التذوق قبل مراجعة الطبيب. إذا ضعف الشم، تأكد من صلاحية الطعام وتركيب كواشف الدخان وأول أكسيد الكربون. ولا تختبر استجابة جسمك بحبس النفس طويلًا أو استنشاق مواد نفاذة؛ فالعلاج، عند الحاجة، يستهدف السبب وليس تنشيط المستقبلات بصورة عشوائية.