الدافع العصبي: الخصائص والمراحل والوظائف - مادة الاحياء - 2025

و النبض العصبي هو عبارة عن سلسلة من إمكانات العمل (AP) التي تحدث على طول محور عصبي وغيرها من الخلايا كهربائيا منفعل (العضلات والغدد). من حيث المبدأ ، يحدث ذلك عندما تنتقل رسالة من خلية عصبية إلى أخرى ، أو من خلية عصبية إلى عضو مستجيب بسبب تلقي محفز خارجي أو داخلي.

الرسالة هي في الأساس إشارة كهربائية يتم إنشاؤها في التشعبات أو جسم الخلية العصبية وتنتقل إلى نهاية المحور العصبي حيث يتم إرسال الإشارة. جهد الفعل هذا هو الإشارة الكهربائية الأولية التي تولدها الخلايا العصبية والخلايا العصبية وينتج عن التغيرات في نفاذية الغشاء إلى أيونات معينة.

المصدر: pixabay.com

توفر الخواص الحركية والجهدية للنفاذية لأيونات معينة شرحًا كاملاً لتوليد جهد الفعل.

مميزات

عندئذ تكون إمكانات الفعل ظاهرة متفجرة تنتشر دون أن تنقص على طول الألياف العصبية. يقوم المحور العصبي بتوصيل AP من نقطة الأصل ، وهي منطقة بدء السنبلة (بالقرب من المخروط المحوري للخلايا العصبية) ، إلى المحطات الطرفية.

لذلك فإن الخلايا العصبية هي خلايا متخصصة في تلقي المنبهات ونقل النبضات. تعتمد الاستجابات الكهربائية النشطة للخلايا العصبية وغيرها من الخلايا القابلة للاستثارة على وجود بروتينات متخصصة ، تُعرف بالقنوات الأيونية ذات الجهد الكهربائي ، في غشاء الخلية.

من أجل توليد النبضات العصبية ، يجب أن يحدث تغيير بالضرورة في غشاء العصبون ، الذي يمتد في جميع أنحاء المحور العصبي بأكمله. يسمح الاختلاف الكهروكيميائي بين السيتوبلازم الخلوي والبيئة خارج الخلية بحدوث فرق محتمل على جانبي الغشاء.

إذا قمنا بقياس هذا الاختلاف في الجهد الكهروكيميائي داخل الغشاء وخارجه ، فسنلاحظ فرقًا بحوالي -70 مللي فولت. بهذا المعنى ، يكون الجانب الداخلي من غشاء الخلايا العصبية سالبًا فيما يتعلق بالجانب الخارجي عندما لا يكون هناك منبه.

القنوات الأيونية وأهميتها

تسمح القنوات الأيونية ذات الجهد الكهربائي للأيونات بالتحرك عبر الغشاء استجابة للتغيرات في المجال الكهربائي للغشاء. هناك عدة أنواع من القنوات الأيونية الموجودة في الخلايا العصبية ، سيسمح كل منها بمرور نوع أيوني معين.

هذه القنوات ليست موزعة بالتساوي على الغشاء. ومع ذلك ، في الغشاء المحوري يمكننا العثور على قنوات سريعة المفعول لـ Na و K ، بينما في الطرف المحوري نجد قنوات Ca.

تعتبر قنوات K + مسؤولة عن الحفاظ على حالة الراحة للخلايا القابلة للاستثارة كهربائيًا عندما لا توجد محفزات لتحفيز AP ، وهي ظاهرة تسمى التغييرات السلبية في إمكانات الغشاء.

بينما تتفاعل قنوات Na + بسرعة ، وتتدخل في إزالة الاستقطاب من الغشاء عند إنشاء PA أو تغيير نشط في إمكانات الغشاء.

من ناحية أخرى ، فإن قنوات الكالسيوم + ، على الرغم من أنها تفتح بشكل أبطأ أثناء إزالة الاستقطاب ، تلعب دورًا أساسيًا في نشر الإشارات الكهربائية وتحفيز إطلاق إشارات الناقل العصبي عند نقاط الاشتباك العصبي.

العناصر الحيوية التي تشارك في استثارة العصبون

يحدث الدافع بسبب عدم التناسق في تركيز العناصر الحيوية والجزيئات الحيوية بين السيتوبلازم والوسط خارج الخلية. أهم الأيونات التي تشارك في استثارة العصبون هي Na + و K + و Ca2 + و Cl-.

هناك أيضًا بعض الأنيونات العضوية والبروتينات التي توجد فقط في السائل داخل الخلايا ولا يمكنها تركها لأن غشاء البلازما غير منفذ لهذه المكونات.

يوجد خارج الخلية تركيز أعلى من الأيونات مثل Na + (10 مرات أكثر) و Cl- وداخل ما يصل إلى 30 مرة أكثر من K + وكمية كبيرة من الأنيونات العضوية (البروتينات) التي تولد شحنة سالبة في السيتوبلازم.

بمجرد فتح قنوات Na + و K + الحساسة للجهد ، سيتم نقل تغييرات الجهد إلى المناطق المجاورة للغشاء وتحفيز فتح المكونات الحساسة للجهد في تلك المناطق ونقل تغيير الجهد إلى مناطق أخرى. أبعد القطاعات.

بعد إغلاق قناتي Na + و K + ، يتم تعطيل البوابات لفترة قصيرة ، مما يعني أن الزخم لا يمكن أن يعود.

التبعيات المحتملة للعمل

ثم يعتمد إنتاج جهد الفعل على ثلاثة عناصر أساسية:

أولاً ، النقل النشط للأيونات بواسطة بروتينات غشائية محددة. ينتج عن هذا تركيزات غير متكافئة للأنواع الأيونية أو عدة أنواع على جانبيها.

ثانيًا ، يولد التوزيع غير المتكافئ للأيونات تدرجًا كهروكيميائيًا عبر الغشاء يولد مصدرًا للطاقة الكامنة.

أخيرًا ، تسمح قنوات أيون البوابة ، الانتقائية لأنواع أيونية معينة ، بتدفق التيارات الأيونية مدفوعة بالتدرجات الكهروكيميائية عبر هذه القنوات الممتدة للغشاء.

مراحل

يستريح المحتملة

عندما لا يتم نقل جهد الفعل ، يكون غشاء العصبون في حالة راحة. في هذه الحالة ، يحتوي السائل داخل الخلايا (السيتوبلازم) والسائل خارج الخلية على تركيزات مختلفة من الأيونات غير العضوية.

ينتج عن هذا أن الطبقة الخارجية من الغشاء لها شحنة موجبة بينما الطبقة الداخلية لها شحنة سالبة ، مما يعني أن الغشاء الساكن "مستقطب". تبلغ قيمة إمكانية الراحة هذه -70 مللي فولت ، أي أن الإمكانات داخل الخلية أكثر سلبية بمقدار 70 مللي فولت من الإمكانات خارج الخلية.

عادةً ما يوجد دخول Na + وخروج K + في الخلية بسبب تأثير تدرج التركيز (النقل النشط). نظرًا لوجود المزيد من Na + خارج الخلية ، فإنه يميل إلى الدخول ولأن هناك المزيد من K + داخل الخلية ، فإنه يميل إلى الخروج لمعادلة تركيزه على جانبي الغشاء.

يتم الحفاظ على التركيز الأيوني المختلف من خلال عمل بروتين غشائي يسمى "مضخة الصوديوم والبوتاسيوم". للحفاظ على فرق الجهد ، تزيل مضخة Na + و K + 3 أيونات Na + من الخلية لكل 2 K + تدخلها.

تشكيل النبضات العصبية

عندما يتم تقديم محفز في منطقة المستقبل للغشاء العصبي ، يتم إنتاج جهد توليد مما يزيد من نفاذية الصوديوم في الغشاء.

إذا تجاوزت هذه الإمكانات عتبة الاستثارة التي تتراوح من -65 إلى -55 مللي فولت ، يتم إنشاء نبضة عصبية ويتم إدخال Na + بسرعة بحيث يتم تعطيل حتى مضخة Na + و K +.

يتسبب التدفق الهائل لـ Na المشحونة إيجابياً في عكس الشحنات الكهربائية المذكورة أعلاه. تُعرف هذه الظاهرة باسم إزالة الاستقطاب من الغشاء. الأخير ، يتوقف عند حوالي + 40mv.

عند الوصول إلى العتبة ، يتم دائمًا إنشاء BP القياسي ، حيث لا توجد نبضات عصبية كبيرة أو صغيرة ، وبالتالي فإن جميع إمكانات العمل متساوية. إذا لم يتم الوصول إلى العتبة ، فلن يحدث شيء ، وهو ما يُعرف بمبدأ "الكل أو لا شيء".

إن السلطة الفلسطينية قصيرة جدًا تدوم من 2 إلى 5 مللي ثانية. تتوقف الزيادة في نفاذية الغشاء إلى Na + بسرعة لأن قنوات Na معطلة وتزداد النفاذية إلى أيونات K التي تتدفق من السيتوبلازم ، مما يعيد تأسيس إمكانات الراحة.

التحول الدافع

لا يبقى الدافع في الغشاء العصبي حيث يتم إنشاؤه كنتيجة لإمكانات المولد ، ولكنه بدلاً من ذلك ينتقل عبر الغشاء على طول الخلية العصبية حتى يصل إلى نهاية المحور العصبي.

يتكون انتقال النبضة من حركتها على شكل موجات كهربائية على طول الألياف العصبية. بمجرد وصوله إلى الأقدام الطرفية للمحور العصبي ، يجب أن يعبر المشبك ، والذي يتم عن طريق الناقلات العصبية الكيميائية.

ينتقل الـ AP على طول الألياف العصبية باستمرار ، إذا لم يكن يحتوي على المايلين ، ومع ذلك ، إذا كان يحتوي على المايلين ، فإن طبقات المايلين تعزل غشاء الألياف العصبية فوق سطحه بالكامل باستثناء عقيدات رانفييه. تتقدم السلطة الفلسطينية في هذه الحالة في قفزات من عقدة إلى أخرى ، وهو ما يُعرف بالتوصيل المائل.

يوفر هذا النوع من الإرسال الكثير من الطاقة ويزيد من سرعة النبض ونقل المعلومات لأن إزالة الاستقطاب تحدث فقط في عقد رانفييه. تم تسجيل سرعات تصل إلى 120 م / ثانية ، بينما بالنسبة للألياف التي لا يغطيها المايلين ، تبلغ السرعة التقريبية 0.5 م / ثانية.

انتقال متشابك

ينتقل تدفق النبضة العصبية من النهاية الواردة للخلايا العصبية التي تضم الجسم والتشعبات إلى النهاية الصادرة التي شكلها المحور العصبي وفروعه الجانبية. يتم تضمين النهايات المحورية التي تكون نهاياتها أقدام طرفي أو أزرار متشابكة هنا.

تسمى منطقة التلامس بين خلية عصبية وأخرى أو بين خلية عصبية وعضلة أو خلية غدية بالمشابك. لحدوث المشبك ، تلعب الناقلات العصبية دورًا أساسيًا بحيث يكون للرسالة المرسلة استمرارية على الألياف العصبية.

السلوك الدوري للاندفاع

في الأساس ، جهد الفعل هو تغيير في قطبية الغشاء من السالب إلى الموجب والعودة إلى السالب في دورة تدوم من 2 إلى 5 مللي ثانية.

تشتمل كل دورة على مرحلة تصاعدية من نزع الاستقطاب ، ومرحلة تنازلية من عودة الاستقطاب ومرحلة تنازلية فرعية تسمى فرط الاستقطاب عند أرقام أقل من -70 مللي فولت.

المميزات

النبضة العصبية هي رسالة كهروكيميائية. إنها رسالة لأن هناك متلقي ومرسل وهي كهروكيميائية حيث يوجد مكون كهربائي ومكون كيميائي.

من خلال الدافع العصبي (إمكانات الفعل) ، تنقل الخلايا العصبية المعلومات بسرعة وبدقة لتنسيق إجراءات الجسم بأكمله للكائن الحي.

المناطق المحمية مسؤولة عن كل ذاكرة وإحساس وفكر واستجابة حركية. يحدث هذا في معظم الحالات على مسافات بعيدة للتحكم في استجابات المستجيب التي تشمل فتح قناة الأيونات وتقلص العضلات وإخراج الخلايا.

المراجع

1. الكاراز ، في إم (2000). هيكل ووظيفة الجهاز العصبي: الاستقبال الحسي وحالات الكائن الحي. UNAM.
2. باك ، زد إم (2013). الانتقال الكيميائي للنبضات العصبية: رسم تاريخي. إلسفير.
3. براون ، إيه جي (2012). الخلايا العصبية والجهاز العصبي: مقدمة في علم الأعصاب. Springer Science & Business Media.
4. Kolb، B.، & Whishaw، IQ (2006). علم النفس العصبي البشري. عموم أمريكا الطبية Ed.
5. مكوماس ، أ. (2011). شرارة جالفاني: قصة النبض العصبي. مطبعة جامعة أكسفورد.
6. موريس ، سي جي ، ومايستو ، AA (2005). مدخل إلى علم النفس. تعليم بيرسون.
7. راندال ، د. ، بورجرين ، و. ، وفرنش ، ك. (2002). إيكرت. فسيولوجيا الحيوان: الآليات والتكيفات. طبعة رابعة. McGraw-Hill Interamericana ، إسبانيا.
8. Toole، G.، & Toole، S. (2004). أساسيات علم الأحياء لـ OCR. نيلسون ثورنس.