أولاً

السيال العصبي

Nerve Impulse

  درست سابقاً أن الجهاز العصبي يتكون من عدد كبير من العصبونات، وأن السيال العصبي هو اللغة التي تتفاهم بها العصبونات والشكل الذي تُترجم إليه أنواع المؤثرات التي تؤثر في الجسم. انظر إلى (الشكل: 3-1) لتتعرف تركيب العصبون.

1-

آلية تكوين السيال العصبي

يتكون السيال العصبي عند حدوث مؤثر ما في عصبون، ولفهم كيفية تكونه، تجب معرفة وضع العصبون قبل حدوث المؤثر (أي عند الراحة):

 

الشكل(3-1): تركيب العصبون


أ-

الاستقطاب (Polarization)

انظر إلى (الشكل: 3-2/أ) ولاحظ ما يأتي:

  • إن داخل محور العصبون مشحون بشحنة سالبة، مقارنة بالخارج المشحون بشحنة موجبة.
  • إن مؤشر مقياس فرق الجهد (الفولتميتر) يدل على أن فرق الجهد بين داخل محور العصبون وخارجه

يساوي نحو 70 ملليفولتاً، لاحظ أن داخل محور العصبون وخارجه في حالة الراحة، يمكن أن يشكلا قطبين: أحدهما سالب، والآخر موجب على التوالي، وتُسمى هذه الحالة الاستقطاب أو الكمون الغشائي، ومقدار هذا الاستــــقطاب هو (-70) ملليفولتاً، وتعني إشارة السالب أن داخل العصبون سالب بالمقارنة مع خارجه:

 

 

الشكل(3-2/أ ): قياس فرق الجهد بين داخل محور عصبون وخارجه

1.

هناك بروتينات وأيونات أخرى كبيرة الحجم، مشحونة بشحنة سالبة، توجد داخل العصبون، ولا تستطيع النفاذ لكبر حجمها.

2.

تضخ مضخة صوديوم – بوتاسيوم الموجودة في غشاء العصبون ثلاثة أيونات صوديوم موجبة نحو الخارج، مقابل أيوني بوتاسيوم، نحو الداخل، جاعلة الداخل سالباً (الشكل: 3-2/ب).
 

 

 

الشكل(3-2/ب): حركة أيونات الصوديوم والبوتاسيوم بين داخل العصبون وخارجه .

3.

إن نفاذية غشاء العصبون لأيونات البوتاسيوم الموجبة والموجودة بوفرة في الداخل عالية، وهذا يسبب خروج هذه الشحنات الموجبة، جاعلاً الداخل سالبا (الشكل: 3-2/ب).

 

ب-

 إزالة الاستقطاب (Depolarization)

  تحدث إزالة الاستقطاب في منطقة معينة من غشاء العصبون عند التأثير في تلك المنطقة بمؤثر يُعادل عتبة التنبيه threshold أو يزيد عنها، وهذه العتبة هي أقل شدة للمؤثر تلزم لفتح بوابات قنوات خاصة بمرور أيونات الصوديوم توجد في غشاء العصبون. فعندما يحدث المؤثر، تفتح البوابات فتخل أيونات الصوديوم الموجية التي تعادل الشحنات السالبة الموجودة في الداخل مؤدية بذلك إلى إنقاص فرق الجهد وإزالته تماماً في النهاية (أي يصبح فرق الجهد صفراً).  

 

جـ -

انعكاس الاستقطاب Reverse Polarization)

 تؤدي المؤثرات المناسبة إلى إزالة تامة للاستقطاب، وإلى دخول مزيد من أيونات العصبون موجباً، مقارنة بالخارج الذي يصبح سالباً. مما يؤدي إلى حالة انعكاس للاستقطاب مقارنة بما كان عليه في حالة الراحة، وقد يصل فرق الجهد في بعض الألياف إلى (+35) ملليفولتاً (الشكل: 3-3).

 

 

  الشكل(3-3): (أ) جهد الفعل.
                                           (ب) رسم تخطيطي لطريقة التنبيه
                                              والتسجيل من محور عصبون.

   د- إعادة الاستقطاب (Repolarization)

      لا يستمر تدفق أيونات الصوديوم إلى داخل العصبون؛ لأن بوابات قنوات الصوديوم تُغلق تلقائيا، وكذلك، تفتح بوابات قنوات البوتاسيوم، مؤدية إلى خروج أيونات البوتاسيوم الموجبة؛ وهذا يجعل الداخل سالباً ثانية، مؤديا إلى إعادة الاستقطاب الذي لوحظ في أثناء فترة الراحة.

وتدعى مراحل إزالة الاستقطاب وانعكاس الاستقطاب  وإعادة الاستقطاب جهد الفعل action potential، والمدة اللازمة لحدوث جهد الفعل تقدر ب 2-3 ملليثانية، وعندما تسري موجة من جهد الفعل بعيداً عن نقطة التسبب، فإن سيالا عصبياً يكون قد نشأ.

2-

آلية انتقال السيال العصبي في العصبون

إذا حدث جهد الفعل عند نقطة معينة بفعل مؤثر قوي، فكيف ينتقل جهد الفعل هذا إلى مناطق مجاورة من المحور الأسطواني؟

لاحظ من (الشكل: 3-4) ما يأتي:


    يعرف المنبه الضعيف بأنه تعحت العتبة، أما المنبه الذي يؤدي إلى حدوث جهد الفعل، فإنه فوق العتبة، كما يدعى فرق الجهد الذي يجب أن يصل إليه العصبون لكي ينتج سيالاً عصبياً فرق جهد العتبة threshold potential وهو (-55) ملليفولتاً لمعظم العصبونات.


 

أ-

ينشأ جهد فعل في موضع ما من الغشاء نتيجة لحركة أيونات الصوديوم وأيونات البوتاسيوم عبر الغشاء.

ب-

يؤثر جهد الفعل في المنطقة المجاورة من الغشاء منبهاً على حدوث جهد فعل فيها.

جـ -

يتكرر حدوث ما سبق في سلسلة متعاقبة على طول المحور، وهذا يسبب انتقال السيال العصبي في العصبون بسشرعة تتراوح بين 0.5- 120م/ثانية.

ومما يذكر أنه يلي جهد الفعل المتكون في موضع ما من الغشاء، فترة قصيرة لا يستجيب فيها هذا الموضع لأي منبه، بسبب إعادة ضخ أيونات الصوديوم إلى خارج العصبون وأيونات البوتاسيوم إلى داخله، فيعود الغشاء إلى حالة الراحلة. وتسمى هذه الفترة فترة الجموح refractory period، وهي السبب في انتقال أثر جهد الفعل على امتداد محور العصبون باتجاه واحد.

 

 

    الشكل(3-4): انتقال السيال العصبي في ليف عصبي لاميليني .


 ينتقل السيال العصبي في الألياف العصبية الميلينية بسرعة أكبر من انتقاله في الألياف العصبية اللاميلينية، وذلك لأن جهد الفعل ينتقل قفزاً من عقدة رانفييه إلى العقدة التي تليها متجاوزاً المناطق المعزولة كهربائياً بين كل عقدتين على الغشاء.