الخلايا العصبية والنبضات الكهربائية

هيكل الخلايا العصبية

• الخلايا العصبية: تكون الجهاز العصبي.
• ثلاثة أجزاء رئيسية:
  • التغصنات: تستقبل الإشارات من الخلايا العصبية الأخرى.
  • الجسم الخلوي: يحتوي على العضيات الرئيسية، بما في ذلك النواة.
  • المحور العصبي: ملفوف في الميلين الدهني للعزل.

استقبال الإشارة ونقلها

• الناقلات العصبية: إشارات كيميائية تستقبلها التغصنات.
  • تربط بالمستقبلات على التغصنات.
  • تفتح قنوات الأيونات، محولة الإشارات الكيميائية إلى إشارات كهربائية.
• النبضة الكهربائية: تُحفّز إذا كان تأثير التغصنات العديدة يغير الشحنة الكلية بشكل كافٍ.
  • تنشر الإشارة داخل الخلية.
  • تنتقل عبر المحور العصبي بسرعة تصل إلى 100 م/ث.

الأساس الأيوني للشحنة الكهربائية

• تركيز الأيونات: تختلف داخل الخلية عن خارجها.
  • الخارج: أكثر Na+ (صوديوم)، Cl- (كلوريد)، Ca2+ (كالسيوم).
  • الداخل: أكثر K+ (بوتاسيوم)، A- (أنيونات سالبة الشحنة).
• جهد الراحة الغشائي: حوالي -65 م.ف.
  • شحنة سالبة صافية بالنسبة للبيئة الخارجية.

زوال الاستقطاب والجهود المثيرة بعد التشابك (EPSPs)

• قنوات الأيونات المرتبطة بالروابط: تفتح استجابةً للناقلات العصبية.
  • على سبيل المثال، قنوات Na+ تسمح بدخول الصوديوم إلى الخلية، مما يقلل من الشحنة السالبة (زوال الاستقطاب).
• EPSPs: تدفق صافي للشحنة الموجبة من الناقلات العصبية.

الجهود المثبطة بعد التشابك (IPSPs)

• قنوات أيون Cl-: تسمح بدخول أيونات الكلوريد، مما يسبب تدفق صافي للشحنة السالبة.
  • يؤدي إلى إعادة الاستقطاب (جهد سلبي أكبر).

العتبة والنبضة الكهربائية

• قيمة العتبة: عادة حوالي -55 م.ف.
  • تحفز قنوات Na+ الجهدية عند تلة المحور العصبي.
  • تثير تفاعل متسلسل على طول المحور العصبي.
• اطلاق النار العصبي: عندما تنتشر النبضة الكهربائية على طول المحور العصبي.
  • يمكن أن يصل جهد الغشاء إلى +40 م.ف.

إعادة الاستقطاب وفترات الارتداد

• التعطيل: تتوقف قنوات الصوديوم عن السماح بدخول الصوديوم بعد زوال الاستقطاب.
• قنوات البوتاسيوم: تفتح ببطء، مما يسمح للبوتاسيوم بالخروج من الخلية.
  • يساعد في إعادة الاستقطاب للخلية.
• مضخة الصوديوم-البوتاسيوم: تنقل ثلاث أيونات Na+ إلى الخارج وإيونين K+ إلى الداخل.
• فترات الارتداد:
  • مطلقة: قنوات الصوديوم معطلة.
  • نسبية: قنوات الصوديوم تعود إلى حالة الإغلاق، لكن يحتاج إلى محفز قوي بسبب فتح قنوات البوتاسيوم.

دور المايلين

• غمد المايلين: يتم توفيره بواسطة خلايا غليال (خلايا شوان أو الخلايا قليلة التغصنات).
  • تمنع تدفق الأيونات في المناطق المغمدة.
  • عقد رانفييه: أين يمكن أن تتدفق الأيونات.
• التوصيل القفزي: حركة سريعة للشحنة، مما يجعل الأمر يبدو وكأن النبضة الكهربائية "تقفز" من عقدة إلى أخرى.

ملخص سريع

• يتم تحفيز النبضات الكهربائية في الخلايا العصبية بواسطة EPSPs مما يؤدي إلى زوال سريع للاستقطاب وانتشار كهربائي للأسفل على المحور العصبي.