ما هو نزع الاستقطاب العصبي وكيف يعمل؟

يعتمد عمل نظامنا العصبي ، الذي يشمل الدماغ ، على نقل المعلومات. هذا النقل ذو طبيعة كهروكيميائية ، ويعتمد على توليد النبضات الكهربائية. المعروفة باسم إمكانات الفعل ، والتي تنتقل عبر الخلايا العصبية للجميع ● السرعة. يعتمد توليد النبضات على دخول وخروج أيونات ومواد مختلفة داخل غشاء العصبون.

وبالتالي ، يتسبب هذا الإدخال والإخراج في الظروف والشحنة الكهربائية التي يجب أن تتغير بها الخلية عادةً ، مما يؤدي إلى بدء عملية تتوج بانبعاث الرسالة. إحدى الخطوات التي تسمح بعملية نقل المعلومات هذه هي إزالة الاستقطاب. هذا الاستقطاب هو الخطوة الأولى في توليد جهد فعل ، أي انبعاث رسالة.

لفهم إزالة الاستقطاب ، من الضروري مراعاة حالة الخلايا العصبية في الظروف السابقة ، أي عندما تكون الخلية العصبية في حالة راحة. في هذه المرحلة ، عندما تبدأ آلية الحدث ، ستنتهي بظهور نبضة كهربائية تنتقل عبر الخلية العصبية حتى تصل إلى وجهتها ، المناطق المجاورة لمساحة متشابكة ، لينتهي بها الأمر بتوليد أو عدم توليد نبضة عصبية أخرى في خلية عصبية أخرى عبر أخرى نزع الاستقطاب.

عندما لا تعمل العصبون: حالة الراحة

يعمل الدماغ البشري بثبات طوال حياته.

حتى أثناء النوم ، لا يتوقف نشاط الدماغببساطة ، يتم تقليل نشاط بعض مواقع الدماغ بشكل كبير. ومع ذلك ، فإن الخلايا العصبية لا تصدر دائمًا نبضات كهربائية حيوية ، ولكنها في حالة راحة تنتهي بالتغيير لتوليد رسالة.

في الظروف الطبيعية، في حالة الراحة ، يكون لغشاء الخلايا العصبية شحنة كهربائية محددة تبلغ -70 مللي فولتبسبب وجود الأنيونات أو الأيونات سالبة الشحنة بداخله بالإضافة إلى البوتاسيوم (على الرغم من وجود شحنة موجبة) ومع ذلك، يحتوي الجزء الخارجي على شحنة موجبة أكثر بسبب وجود الصوديوم بشكل أكبر، موجب الشحنة ، إلى جانب الكلور سالب الشحنة. يتم الحفاظ على هذه الحالة بسبب نفاذية الغشاء ، والذي لا يمكن اختراقه بسهولة إلا بواسطة البوتاسيوم.

على الرغم من قوة الانتشار (أو ميل السائل لتوزيع توازنه بالتساوي) والضغط الكهرباء الساكنة أو التجاذب بين أيونات الشحنة المعاكسة ، يجب أن تكون البيئة الداخلية والخارجية متساوية ، كما أن النفاذية تجعل الأمر صعبًا في مقياس كبير دخول الأيونات الموجبة يتم بشكل تدريجي ومحدود للغاية.

ما هو أكثر من ذلك ، الخلايا العصبية لديها آلية تمنع التوازن الكهروكيميائي من التغيير ، ما يسمى بمضخة الصوديوم والبوتاسيوم، الذي يطرد بانتظام ثلاثة أيونات الصوديوم من الداخل للسماح بدخول اثنين من أيونات البوتاسيوم من الخارج. بهذه الطريقة ، يتم طرد أيونات موجبة أكثر مما يمكن أن تدخل ، مما يحافظ على ثبات الشحنة الكهربائية الداخلية.

ومع ذلك ، فإن هذه الظروف ستتغير عند نقل المعلومات إلى الخلايا العصبية الأخرى ، وهو تغيير ، كما ذكرنا ، يبدأ بالظاهرة المعروفة باسم إزالة الاستقطاب.

نزع الاستقطاب

نزع الاستقطاب هو جزء من العملية التي تبدأ إمكانات الفعل. وبعبارة أخرى ، فإن الجزء من العملية هو الذي يتسبب في إطلاق إشارة كهربائية ، وهو والذي سينتهي به الأمر بالسفر عبر الخلايا العصبية للتسبب في نقل المعلومات عبر النظام في غاية التوتر. في الواقع ، إذا أردنا تقليص كل النشاط العقلي إلى حدث واحد ، فإن نزع الاستقطاب سيكون مرشحًا جيدًا. لشغل هذا المنصب ، لأنه بدونه لا يوجد نشاط عصبي وبالتالي لن نكون قادرين حتى على مواكبة ذلك وقت الحياة.

الظاهرة نفسها التي يشير إليها هذا المفهوم هي زيادة كبيرة مفاجئة في الشحنة الكهربائية داخل الغشاء العصبي. ترجع هذه الزيادة إلى العدد الثابت لأيونات الصوديوم ، موجبة الشحنة ، داخل غشاء العصبون. من اللحظة التي تحدث فيها مرحلة إزالة الاستقطاب ، ما يلي هو تفاعل متسلسل يظهر بفضله نبضة كهربائية ينتقل عبر الخلايا العصبية ويسافر إلى منطقة بعيدة عن المكان الذي بدأ منه ، ويعكس تأثيره على طرف عصبي يقع بجوار مساحة متشابكة وهو يطفئ.

دور مضخات الصوديوم والبوتاسيوم

تبدأ العملية في عصبي عصبي، المنطقة التي يقع فيها عدد كبير من مستقبلات الصوديوم الحساسة للجهد. على الرغم من أنها عادة ما تكون مغلقة ، في حالة راحة ، إذا كان هناك تحفيز كهربائي يتجاوز حدًا معينًا للإثارة (عند الانتقال من -70 مللي فولت إلى ما بين -65 مللي فولت و -40 مللي فولت) ، تذهب هذه المستقبلات إلى افتح.

نظرًا لأن الجزء الداخلي من الغشاء سلبي جدًا ، فإن أيونات الصوديوم الموجبة سوف تنجذب بشدة بسبب الضغط الكهروستاتيكي ، الذي يدخل بكميات كبيرة. ذات مرة، مضخة الصوديوم / البوتاسيوم غير نشطة ، وبالتالي لا تتم إزالة أيونات موجبة.

بمرور الوقت ، عندما يصبح الجزء الداخلي من الخلية أكثر إيجابية ، يتم فتح قنوات أخرى ، هذه المرة للبوتاسيوم ، الذي يحتوي أيضًا على شحنة موجبة. بسبب التنافر بين الشحنات الكهربائية للعلامة نفسها ، ينتهي البوتاسيوم بالذهاب إلى الخارج. بهذه الطريقة ، يتم إبطاء الزيادة في الشحنة الموجبة ، حتى الوصول إلى الحد الأقصى + 40mV داخل الخلية.

في هذه المرحلة ، تنتهي القنوات التي بدأت هذه العملية ، قنوات الصوديوم ، بالإغلاق ، مما يؤدي إلى إنهاء الاستقطاب. بالإضافة إلى ذلك ، سيبقون غير نشطين لبعض الوقت ، متجنبين المزيد من إزالة الاستقطاب. سينتقل التغيير في القطبية الناتجة على طول المحور العصبي ، في شكل جهد فعل، لنقل المعلومات إلى الخلية العصبية التالية.

وثم؟

نزع الاستقطاب ينتهي في اللحظة التي تتوقف فيها أيونات الصوديوم عن الدخول وتغلق قنوات هذا العنصر في النهاية. ومع ذلك ، فإن قنوات البوتاسيوم التي فتحت بسبب هروب الشحنة الموجبة الواردة تظل مفتوحة ، مما يؤدي إلى طرد البوتاسيوم باستمرار.

وهكذا ، بمرور الوقت ، سوف تكون هناك عودة إلى الحالة الأصلية ، مع عودة الاستقطاب ، وحتى سيتم الوصول إلى نقطة تعرف باسم فرط الاستقطاب حيث يكون الحمل ، بسبب الإنتاج المستمر للصوديوم ، أقل من حالة السكون ، مما يؤدي إلى إغلاق قنوات البوتاسيوم وإعادة تنشيط مضخة الصوديوم / البوتاسيوم. بمجرد الانتهاء من ذلك ، سيكون الغشاء جاهزًا لبدء العملية بأكملها مرة أخرى.

إنه نظام إعادة ضبط يسمح بالعودة إلى الوضع الأولي على الرغم من التغييرات التي مرت بها الخلية العصبية (وبيئتها الخارجية) أثناء عملية إزالة الاستقطاب. من ناحية أخرى ، كل هذا يحدث بسرعة كبيرة ، من أجل الاستجابة للحاجة إلى عمل الجهاز العصبي.

المراجع الببليوغرافية:

• جيل ، ر. (2002). علم النفس العصبي. برشلونة ، ماسون.

• جوميز ، م. (2012). علم النفس. دليل إعداد CEDE PIR .12. CEDE: مدريد.

• غايتون ، كاليفورنيا & هول ، ج. (2012) معاهدة علم وظائف الأعضاء الطبية. الطبعة ال 12. ماكجرو هيل.

• كاندل ، إي. شوارتز ، ج. وجيسيل ، ت. (2001). مبادئ علم الأعصاب. مدريد. ماكجرو هيل.